本文關(guān)鍵詞：小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池給體材料的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池 給體材料 吩噻嗪 盼嗯嗪

【摘要】：使用有機(jī)半導(dǎo)體材料代替無機(jī)材料構(gòu)成器件核心部分的有機(jī)太陽(yáng)能電池正逐漸成為太陽(yáng)能電池發(fā)展的一個(gè)新方向。根據(jù)材料分子量的大小,有機(jī)太陽(yáng)能電池又可分為聚合物太陽(yáng)能電池和小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池。相比高分子材料,小分子材料更易合成,且純凈度高、可重復(fù)性好、結(jié)構(gòu)易調(diào)整。近年來,在小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究中,設(shè)計(jì)開發(fā)新型給體材料一直是核心的研究?jī)?nèi)容之一。本論文引入了染料敏化太陽(yáng)能電池的有機(jī)光敏染料中常用的吩噻嗪?jiǎn)卧?設(shè)計(jì)并合成了具有D-π-A結(jié)構(gòu)的化合物PTZ1和具有A-π-D-π-A結(jié)構(gòu)的化合物PTZ2。經(jīng)測(cè)試,與D-π-A結(jié)構(gòu)的PTZ1相比,具有A-π-D-π-A對(duì)稱結(jié)構(gòu)的PTZ2對(duì)于波長(zhǎng)在400 nm-700nm范圍的太陽(yáng)光有更好的吸收和轉(zhuǎn)換,并在薄膜狀態(tài)下表現(xiàn)出更好的固態(tài)堆積。分別將PTZ1和PTZ2作為給體材料與受體材料PC71BM混合,制備了反式結(jié)構(gòu)的體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。相對(duì)基于PTZ1制備的電池,基于PTZ2制備的電池的光電轉(zhuǎn)換效率大幅提升,達(dá)到了3.25%。為了獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率,本論文又以吩VA嗪替換了PTZ1和PTZ2中的核心單元吩噻嗪,合成了化合物POZ4和POZ6。相比以吩噻嗪為核心單元的PTZ1和PTZ2,POZ4和POZ6的紫外-可見吸收有了較大程度紅移,其在薄膜狀態(tài)的最大吸收波長(zhǎng)分別達(dá)到了578 nm和615nm。同時(shí),POZ4和POZ6的耐熱性也有所提升,將它們與PC71BM混合制備的活性層在90℃進(jìn)行15min的退火處理后,制備了正式結(jié)構(gòu)的體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池,其光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了3.58%和5.6%。
【關(guān)鍵詞】：小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池 給體材料 吩噻嗪 盼嗯嗪
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-26
• 1.1 引言9-11
• 1.2 太陽(yáng)能電池概況11-14
• 1.2.1 硅太陽(yáng)能電池12-13
• 1.2.2 多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池13
• 1.2.3 納米晶太陽(yáng)能電池13-14
• 1.2.4 有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池14
• 1.3 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池14-25
• 1.3.1 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的基本原理15-16
• 1.3.2 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的正式結(jié)構(gòu)與反式結(jié)構(gòu)16-17
• 1.3.3 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池性能衡量指標(biāo)17-18
• 1.3.4 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池材料簡(jiǎn)介18-25
• 1.4 選題依據(jù)和意義25-26
• 2 實(shí)驗(yàn)試劑、設(shè)備和技術(shù)26-31
• 2.1 小分子給體材料的合成與表征26-27
• 2.1.1 試劑與產(chǎn)物26
• 2.1.2 紫外-可見吸收光譜測(cè)試26
• 2.1.3 電化學(xué)性質(zhì)測(cè)試26-27
• 2.1.4 密度泛函理論計(jì)算27
• 2.2 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的組裝27-29
• 2.2.1 ITO導(dǎo)電玻璃的刻蝕與清洗27
• 2.2.2 電極修飾層的旋涂27-28
• 2.2.3 活性層的制備28
• 2.2.4 金屬電極及修飾層的蒸鍍28-29
• 2.3 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電性能測(cè)試29-30
• 2.3.1 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率29
• 2.3.2 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的單色光轉(zhuǎn)換效率29-30
• 2.4 小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層形貌的測(cè)量30-31
• 3 以吩VA嗪為核心單元的小分子給體材料的合成及應(yīng)用31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 以吩VA嗪為核心單元的小分子給體材料的合成與表征31-37
• 3.2.1 目標(biāo)分子PTZ1的合成31-32
• 3.2.2 目標(biāo)分子PTZ2的合成32-33
• 3.2.3 PTZ1和PTZ2的紫外-可見吸收光譜33-35
• 3.2.4 PTZl和PTZ2的電化學(xué)性質(zhì)35-36
• 3.2.5 PTZ1和PTZ2的密度泛函理論計(jì)算36-37
• 3.3 以吩VA嗪為核心單元的小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的組裝及性能研究37-42
• 3.3.1 器件的組裝38
• 3.3.2 器件的光電轉(zhuǎn)換性能38-40
• 3.3.3 器件的單色光轉(zhuǎn)換效率40-41
• 3.3.4 活性層形貌的測(cè)量41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 以吩VA嗪為核心單元的小分子給體材料的合成及應(yīng)用43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 以吩VA嗪為核心單元的小分子給體材料的合成與表征43-49
• 4.2.1 目標(biāo)分子POZ4的合成43-44
• 4.2.2 目標(biāo)分子POZ6的合成44-46
• 4.2.3 POZ4和POZ6的紫外-可見吸收光譜46-47
• 4.2.4 POZ4和POZ6的電化學(xué)性質(zhì)47-49
• 4.2.5 POZ4和POZ6的密度泛函理論計(jì)算49
• 4.3 以吩VA嗪為核心單元的小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的組裝及性能研究49-55
• 4.3.1 器件的組裝50-51
• 4.3.2 器件的光電轉(zhuǎn)換性能51-52
• 4.3.3 器件的單色光轉(zhuǎn)換效率52-53
• 4.3.4 活性層形貌的測(cè)量53-54
• 4.3.5 空穴和電子遷移率54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 尹炳坤;蔣芳;;非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J];廣州化工;2012年08期

2 李懷輝;王小平;王麗軍;劉欣欣;梅翠玉;劉仁杰;江振興;趙凱麟;;硅半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年19期

3 孟浩;陳穎健;;我國(guó)太陽(yáng)能利用技術(shù)現(xiàn)狀及其對(duì)策[J];中國(guó)科技論壇;2009年05期

4 繆仁杰;李淑蘭;;太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];應(yīng)用能源技術(shù);2007年05期

5 陸維德;;太陽(yáng)能利用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)評(píng)述[J];世界科技研究與發(fā)展;2007年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 田海寧;芳胺類光敏染料用于染料敏化太陽(yáng)能電池的研究[D];大連理工大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：884067