本文關(guān)鍵詞：基于卟啉衍生物與吡咯并吡咯二酮的有機光伏材料的合成及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著化石能源的日益枯竭以及環(huán)境污染,化石能源已經(jīng)不能滿足人們的生活需要和社會發(fā)展�？稍偕滦湍茉吹难芯恳约伴_發(fā)顯得十分重要。為此,本論文著重介紹了本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)聚合物太陽能電池(PSCs)的工作原理及器件的研究進展。并綜述了BHJ PSCs中幾種具有代表性的聚合物電子給體材料及其研究現(xiàn)狀。根據(jù)闡述我們設(shè)計合成了兩種新型的金屬鋅卟啉配合物L(fēng)X和LG,并利用氣質(zhì)聯(lián)用、飛行質(zhì)譜及核磁共振氫譜和元素分析等檢測手段對所合成的中間產(chǎn)物和目標(biāo)聚合物進行了表征。還通過紫外 可見吸收光譜(UV Vis),循環(huán)伏安法(CV)和原子力顯微鏡測試了目標(biāo)聚合物的光物理性質(zhì),電化學(xué)性能和表面形貌,同時研究了基于卟啉衍生物的聚合物作為電子給體的BHJ PSCs的光伏性能。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1.設(shè)計并合成了新型金屬鋅卟啉配合物卟啉LX作為給體單元,以4種不同比例的吡咯并吡咯二酮(DPP)作為受體單元,用聯(lián)二噻吩(BT)作為π橋,通過Stille-coupling聚合合成P(LX-BT-DPP1),P(LX-BT-DPP3),P(LX-BT-DPP4),P(LX-BT-DPP5)三元共聚物。詳細研究了其不同比例的LX對目標(biāo)共聚物的光物理性質(zhì)、電化學(xué)及光伏性能的影響。研究表明,P(LX-BT-DPP4)表現(xiàn)出了最優(yōu)的吸收光譜從而獲得了最高的短路電流(J_(sc)),最優(yōu)的表面形貌有利于得到較好的開路電壓(V_(oc)),基于P(LX-BT-DPP4)/PC61BM(1/2,w/w)的BHJ PSCs的光電轉(zhuǎn)換效率最高為2.44%。2.設(shè)計并合成了新型金屬鋅卟啉配合物L(fēng)G作為給體單元與吡咯并吡咯二酮(DPP)作為受體單元,用聯(lián)二噻吩(BT)作為π橋,合成了P(LG-BT-DPP),并加入噻吩并吡咯二酮(TPD)拓寬500 nm—600 nm的吸收光譜合成四元共聚物P(LG-BT-TPD-DPP)。實驗表明:兩種共聚物均有較好的熱穩(wěn)定性和溶解性,并且在共聚物骨架中引入TPD單元能夠有效的拓寬聚合物的吸收光譜,使得共聚物P(LG-BT-DPP)和P(LG-BT-TPD-DPP)的光電轉(zhuǎn)換效率分別為1.76%和2.03%。
【關(guān)鍵詞】：聚合物太陽能電池 光電轉(zhuǎn)換效率 卟啉 吡咯并吡咯二酮 三元共聚物
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;O641.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 引言9
• 1.2 聚合物太陽能電池 (PSCs) 的發(fā)展簡史9-10
• 1.3 PSCs的器件結(jié)構(gòu)及BHJ PSCs的工作原理10-16
• 1.3.1 PSCs的器件結(jié)構(gòu)10-13
• 1.3.2 本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池的工作原理13-16
• 1.4 BHJ PSCs的重要性能參數(shù)16-17
• 1.4.1 開路電壓 (V_(oc))16-17
• 1.4.2 短路電流 (J_(sc))17
• 1.4.3 填充因子 (FF)17
• 1.4.4 能量轉(zhuǎn)換效率 (PCE)17
• 1.5 BHJ PSCs的給體材料和受體材料17-21
• 1.6 論文的設(shè)計思想和主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 基于卟啉與吡咯并吡咯二酮的D-π-A型聚合物的合成及性能研究22-38
• 2.1 前言22-23
• 2.2 實驗研究部分23-29
• 2.2.1 試劑、藥品及測試條件23
• 2.2.2 單體及共聚物的合成23-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-36
• 2.3.1 單體和聚合物的合成與表征29
• 2.3.2 P(LX-BT-DPPn)系列聚合物的熱穩(wěn)定性29-30
• 2.3.3 P(LX-BT-DPPn)系列聚合物的光物理性質(zhì)30-32
• 2.3.4 P(LX-BT-DPPn)系列聚合物的電化學(xué)性能32-34
• 2.3.5 P(LX-BT-DPPn)系列聚合物的表面形貌34
• 2.3.6 P(LX-BT-DPPn)系列聚合物的光伏性能34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第三章 基于 5-( 2,5-二溴噻吩基)-10,15,20-三（4-正辛基噻吩基) 卟啉的共聚物的合成及性能研究38-52
• 3.1 前言38-39
• 3.2 實驗部分39-44
• 3.2.1 試劑、藥品及測試方法39
• 3.2.2 單體和共聚物的合成39-44
• 3.3 結(jié)果與討論44-51
• 3.3.1 P(LG-BT-DPPn)系列聚合物的合成與表征44-45
• 3.3.2 P(LG-BT-DPPn)系列聚合物的熱穩(wěn)定性45
• 3.3.3 P(LG-BT-DPPn)系列聚合物的光物理性質(zhì)45-47
• 3.3.4 P(LG-BT-DPPn)系列聚合物的電化學(xué)性能47-49
• 3.3.5 P(LG-BT-DPPn)系列聚合物的表面形貌49
• 3.3.6 P(LG-BT-DPPn)系列聚合物的光伏性能49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 總結(jié)與展望52-53
• 參考文獻53-58
• 致謝58-59
• 附錄A 所有試劑及其純化處理方法59-61
• 附錄B 儀器設(shè)備及測試條件61-62
• 在校期間發(fā)表的論文情況62

  本文關(guān)鍵詞：基于卟啉衍生物與吡咯并吡咯二酮的有機光伏材料的合成及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：441621