本文關(guān)鍵詞：基于Ullazine的有機光伏材料的合成及性能研究

  更多相關(guān)文章： 聚合物太陽能電池 側(cè)鏈 三元共聚物 染料敏化太陽能電池 ullazine

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人類對能源的需求量越來越大。由于傳統(tǒng)的化石能源儲量有限,不可再生,故研究者們一直在致力于尋找可持續(xù)利用的新能源,例如:太陽能,風能,水能,地熱能等。太陽能因其清潔無污染,儲量豐富,無地域性限制,可再生等優(yōu)點受到了人們的廣泛關(guān)注,而太陽能電池是目前能夠有效地利用太陽能的手段之一。傳統(tǒng)的無機硅太陽能電池已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化應用,但是高昂的成本和嚴重的環(huán)境污染限制了它的進一步發(fā)展應用。目前,有機太陽能電池(OPV)因其成本低,質(zhì)輕,易于制成大面積柔性器件等優(yōu)點受到了研究者們的青睞,并取得了可喜的進展,其中聚合物太陽能電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過10%,染料敏化太陽能電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到13%。顯然,這還遠遠達不到商業(yè)化應用的目的,需要研究者們堅持不懈地努力去開發(fā)新材料�；诖�,本文設計并合成了聚合物太陽能電池材料和染料敏化太陽能電池材料,并對這些材料的光伏性能,熱性能,電化學性能等進行了系統(tǒng)的研究。1.我們設計并合成了兩個新型的側(cè)鏈型聚合物QP1和QP2,通過第一次把ullazine引入到側(cè)鏈當中,來延長共軛長度,增加溶解性。在合成二元共聚物QP1后,我們發(fā)現(xiàn)它的光譜較窄,故引入了額外的DPP單元合成三元共聚物QP2來拓寬光譜。最終,我們得到QP1和QP2的Jsc值分別為3.34和5.58 m A cm-2,這和QP2的吸收光譜相對于QP1有所紅移,QP2的空穴遷移率也比QP1的高相一致。它們的Voc分別為0.39和0.58 V,這和它們的HOMO能級值比較高相一致。QP1和QP2的PCE都不是很理想,分別為0.46%和1.34%。2.我們設計并合成了三個基于ullazine的有機染料QD1,QD2和QD3,QD1以氰基乙酸為受體即錨定基團,QD2以雙鍵和苯環(huán)為π橋,QD3以雙鍵和噻吩為π橋,QD2和QD3以羧酸為受體即錨定基團。最終,我們得到QD2和QD3相對于QD1的吸收光譜都有所藍移,它們的Jsc分別為12.28,3.82和2.98 mA cm-2,Voc分別為0.65,0.60和0.53 V,PCE分別為5.28%,1.30%,1.05%。
【關(guān)鍵詞】：聚合物太陽能電池 側(cè)鏈 三元共聚物 染料敏化太陽能電池 ullazine
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 文獻綜述9-27
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 聚合物太陽能電池的研究進展10-22
• 1.2.1 聚合物太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)10-12
• 1.2.2 聚合物太陽能電池的工作原理和性能參數(shù)12-15
• 1.2.3 聚合物太陽能電池15-22
• 1.3 染料敏化太陽能電池 ( DSSCs ) 的研究進展22-26
• 1.3.1 染料敏化太陽能電池 ( DSSCs ) 的器件結(jié)構(gòu)和工作原理22-23
• 1.3.2 染料敏化太陽能電池 ( DSSCs ) 的分子設計原理23
• 1.3.3 染料敏化太陽能電池 ( DSSCs ) 的研究進展23-26
• 1.4 論文的設計思想和研究內(nèi)容26-27
• 第2章 基于側(cè)鏈Ullazine的聚合物太陽能電池材料的合成及光伏性能研究27-44
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實驗部分28-35
• 2.2.1 實驗試劑和測試方法28
• 2.2.2 單體與聚合物的合成28-35
• 2.3 結(jié)果與討論35-42
• 2.3.1 單體及聚合物的合成與表征35-36
• 2.3.2 聚合物的熱性能36-37
• 2.3.3 聚合物的光物理性能37-38
• 2.3.4 聚合物的電化學性能38-39
• 2.3.5 聚合物/PC61BM共混物的形態(tài)分析39-40
• 2.3.6 聚合物的空穴遷移率40
• 2.3.7 聚合物的光伏性能40-42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 基于Ullazine的染料敏化太陽能電池材料的合成及光伏性能研究44-59
• 3.1 引言44-46
• 3.2 實驗部分46-51
• 3.2.1 試劑和測試方法46
• 3.2.2 中間產(chǎn)物和染料的合成路線46-51
• 3.3 結(jié)果與討論51-58
• 3.3.1 染料的合成路線分析與結(jié)構(gòu)表征51
• 3.3.2 染料的光物理性能51-52
• 3.3.3 染料的電化學性能52-54
• 3.3.4 密度泛函理論 ( DFT ) 計算54-55
• 3.3.5 染料的光伏性能55-57
• 3.3.6 染料的電化學阻抗57-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 總結(jié)與展望59-61
• 參考文獻61-71
• 致謝71-72
• 附錄A 試劑、藥品及其純化方法72-74
• 附錄B 儀器及測試條件和方法74-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 孫曉英,鮑曉光,劉允航,楊曉慧,王新靈;新型核-多臂聚合物的合成和表征[J];上海交通大學學報;2003年05期

2 李渠陵 ,邱通標;PTC聚合物與自控溫伴熱電線[J];電機電器技術(shù);1992年02期

3 韓義軍;王宗國;;PEN固相縮聚結(jié)晶過程[J];重慶工學院學報(自然科學版);2008年01期

4 周衛(wèi)華;;聚合物球晶結(jié)構(gòu)的測定——教學實驗研究[J];北京化纖工學院學報;1985年01期

5 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 閆壽科;周海鑫;蔣士冬;;表面誘導的聚合物結(jié)晶及形態(tài)結(jié)構(gòu)[A];2011年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

2 徐軍;;基于先進光學方法的聚合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)研究[A];2013年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集——主題D：高分子表征[C];2013年

3 王維;張國梁;翟雪梅;馬振鵬;金柳欣;鄭萍;;聚合物冰花:結(jié)晶圖案形成和轉(zhuǎn)變的大分子效應[A];2012年全國高分子材料科學與工程研討會學術(shù)論文集（上冊）[C];2012年

4 閆壽科;;表面誘導的聚合物結(jié)晶行為研究[A];2009年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

5 謝續(xù)明;張鳳波;劉嶄;袁金穎;;分子鏈末端束縛對高分子結(jié)晶的影響研究[A];2009年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

6 謝續(xù)明;陳楠;張風波;;受限條件下聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的形成—以結(jié)晶和相分離為例[A];2013年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集——主題C：高分子結(jié)構(gòu)與性能[C];2013年

7 張公正;吉田博久;;用DSC-XRD同時測定的方法研究聚合物的結(jié)晶和熔融過程[A];2005年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2005年

8 聶儀晶;胡文兵;;應變誘導高分子結(jié)晶成核的蒙特卡洛模擬研究[A];中國化學會第28屆學術(shù)年會第7分會場摘要集[C];2012年

9 陸茵;張林;陳歡林;李伯耿;;PVDF-PVP-DMAc-H2O鑄膜液體系中濃相固化過程研究[A];第四屆全國高聚物分子表征學術(shù)討論會論文集[C];2004年

10 段良寶;黃川;李艷春;成一;;聚氨酯的結(jié)晶動力學[A];“國際化學年在中國”——中國化學會第三屆全國熱分析動力學與熱動力學學術(shù)會議暨江蘇省第三屆熱分析技術(shù)研討會論文集[C];2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 趙佰金;流動場誘導聚合物結(jié)晶[D];中國科學技術(shù)大學;2010年

2 滕瑩雪;磁場作用下聚合物的凝固組織研究[D];東北大學;2010年

3 鄧聲威;非均質(zhì)聚合物材料力學性能的計算機模擬[D];華東理工大學;2014年

4 楊宏軍;膦腈堿催化的聚合反應[D];中國科學技術(shù)大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任慶佩;己內(nèi)酰胺與八甲基環(huán)四硅氧烷共聚物的合成與性能表征[D];杭州師范大學;2016年

2 曹世晴;用于熔融擠壓堆積型3D打印的改性PBT的合成及性能研究[D];華東理工大學;2016年

3 喬賀;基于Ullazine的有機光伏材料的合成及性能研究[D];湘潭大學;2016年

4 蔡天澤;碳纖增強聚合物的PVT特性及其在制品精度控制中的應用[D];北京化工大學;2016年

5 張省娥;剪切對聚合物結(jié)晶影響的數(shù)值模擬研究[D];鄭州大學;2009年

6 趙洋;超聲波表征聚合物PVT性能及相關(guān)理論研究[D];北京化工大學;2012年

7 汪曉蔓;注射成形中聚合物結(jié)晶行為的模擬及實驗研究[D];浙江大學;2015年

8 王亨緹;反應性梳形聚合物的合成、結(jié)構(gòu)及其對不相容聚合物的增容研究[D];杭州師范大學;2015年

9 呂青;基于PDPP3T聚合物光電特性以及ZnO薄膜表征技術(shù)的研究[D];北京交通大學;2014年

10 丁友江;含氮、硫?qū)щ娋酆衔锏墓滔嗪铣裳芯縖D];新疆大學;2008年

，

本文編號：566546