本文選題：“噻吩-苯-噻吩”　切入點：聚合物太陽能電池　出處：《河南大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：聚合物太陽能電池具有重量輕、成本低、可溶液加工、柔性以及性能可調控等優(yōu)點日益引起人們的興趣�！耙_省并二噻吩”(IDT)作為“噻吩-苯-噻吩”的一種衍生物,具有優(yōu)異的平面型大?共軛體系,在有機光電光伏領域顯示了優(yōu)異的性能。本文成功的設計、合成了兩種基于“噻吩-苯-噻吩”結構的新穎的給體單元,并將其用于高性能的聚合物太陽能電池給體材料的制備,通過器件優(yōu)化,探索其結構與光伏性能之間的構效關系。具體工作如下:一、新型“烯橋類引達省并二噻吩”的共軛聚合物的制備及其光伏性能的初步研究為了減小取代基對主鏈結構的空間位阻,拓寬單體單元的?共軛體系,我們將烯鍵引入IDT結構,設計了并得到了新型“噻吩-苯-噻吩”給體單元即烯橋類的IDT,得到了含有不同取代基(烷基噻吩和烷基苯)修飾的烯橋類IDT結構。為了考察這些單體的性能差異,通過改變共聚單元并利用Stille聚合得到了一系列基于該類單體的共軛聚合物材料。其結構得到了1HNMR的確認,并對其紫外-可見吸收光譜、電化學、熱重、光伏性能進行了討論。初步結果表明聚合物PDPMIDT-1的光伏性能最好,開路電壓Voc為0.80 V,短路電流Jsc為4.53 mA/cm2,填充因子FF為49.0%,光電轉化效率達到1.78%。二、基于“烯橋類引達省并二噻吩”的D-A型共軛聚合物的制備及其光伏性能的研究第一部分初步的研究結果表明烷基苯修飾的烯橋類引達省并二噻吩有望制備出高性能的太陽能電池給體材料,因此,本節(jié)針對其設計并合成了一系列的“推-拉電子”(D-A)型共軛聚合物材料。對所獲得的材料進行了紫外-可見吸收光譜、電化學、熱重和光伏性能等基本性能的表征。經(jīng)過器件優(yōu)化,初步結果顯示聚合物PDPMIDT-3的光伏性能最優(yōu),其開路電壓Voc為0.89 V,短路電流Jsc為13.40 mA/cm2,填充因子FF為69.83%,光電轉化效率達到8.26%。三、新型苯并吡喃的D-A型聚合物的制備及其光伏性能的研究二苯并環(huán)戊二烯(芴,FL)是有機光電領域中一種常用的建筑單元,本節(jié)工作將氧原子引入芴得到了新的給體單元二苯并吡喃結構(DBP),并合成了兩種基于該單體的D-A型聚合物(PDBPTBT-1和PDBPTBT-2)來研究氧原子對對其光伏性能的影響,所得材料具有較低的HOMO能級和較高的開路電壓。并得到了兩種聚合物材料的一系列表征。引入TiOx層之后PDBPTBT-1與PC71BM共混作為活性層所測得其光電轉化效率為2.88%。四、新型吡喃稠合的“噻吩-苯-噻吩”單體的制備及其相應聚合物的光伏性能的研究基于第二和第三部分的工作,IDT結構是很好的給體單元,將氧原子引入IDT結構,得到了新型的“噻吩-苯-噻吩”結構單元。并運用Suzuki、Stille聚合法制備了一系列基于該類單體的D-A型共軛聚合物給體材料,所獲得的材料具有較低的HOMO能級和較高的開路電壓,并對其進行了紫外-可見吸收光譜、電化學、熱重和光伏性能等基本性能的表征。經(jīng)過器件優(yōu)化,其中聚合物PBDTP-DTDFBT其開路電壓Voc為0.72 V,短路電流Jsc為15.30 mA/cm2,填充因子FF為66.12%,光電轉化效率達到7.26%。五、基于新型吡喃稠合的“噻吩 苯 噻吩”的三元共聚物的合成及其光伏性能的研究三元共聚物可以有效的調節(jié)聚合物的HOMO/LUMO能級、吸收光譜或者溶解性。為了調整聚合物的吸收光譜,設計并合成了基于二噻吩并吡喃、苯并噻二唑分別于噻吩、并噻吩和連噻吩的三元共聚型聚合物,該部分的合成工作已經(jīng)完成。且對其聚合物材料進行了紫外-可見吸收光譜和電化學的表征,三種聚合物在400-800 nm之間具有強烈的吸收范圍,能夠與太陽光很好的進行匹配。經(jīng)過器件優(yōu)化,初步結果顯示聚合物PBDTP-2的光伏性能最優(yōu),光電轉化效率達到3.63%,開路電壓Voc為0.71 V,短路電流Jsc為10.73mA/cm2,填充因子FF為47.50%。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;O631

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉海鵬,曾繁滌,劉世俊;共軛聚合物的電致發(fā)光[J];武漢化工學院學報;2001年04期

2 朱小龍,梁會琴;計算線性共軛聚合物能譜的群論方法[J];洛陽師范學院學報;2005年02期

3 張璐;封偉;;樹枝狀共軛聚合物研究[J];化學進展;2007年Z1期

4 劉中義;李彥軍;黃鵬程;;一種新型低帶隙共軛聚合物的合成及其光學性質[J];化學學報;2008年08期

5 張子印;劉彩霞;宋微娜;殷德剛;司馬義·努爾拉;;分子內(nèi)電荷移動型共軛聚合物的固相法制備及表征[J];高分子材料科學與工程;2009年03期

6 支俊格;徐秀玲;申進波;趙瑋;佟斌;董宇平;;熒光共軛聚合物在生物大分子檢測中的應用[J];化學進展;2009年04期

7 賀芳;王樹;;基于水溶性共軛聚合物的蛋白質檢測[J];化學進展;2009年11期

8 陳濤;徐慎剛;王艷榮;曹少魁;;含金屬配合物的共軛聚合物研究進展[J];高分子通報;2010年02期

9 苗麗坤;劉興奮;范曲立;黃維;;基于熒光共軛聚合物的金屬離子檢測[J];化學進展;2010年12期

10 徐巍棟;賴文勇;范曲立;黃維;;水溶性共軛聚合物研究與應用進展[J];中國科學:化學;2011年03期

相關會議論文 前10條

1 黃維;;水溶性共軛聚合物的合成及其在化學生物傳感領域的應用[A];2005年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2005年

2 區(qū)潔美;胡成龍;陳旭東;;表面增強熒光光譜研究共軛聚合物的發(fā)光及其影響機制[A];中國化學會第28屆學術年會第18分會場摘要集[C];2012年

3 唐艷麗;曹阿麗;劉越;;共軛聚合物的設計合成及在酶檢測、可控殺菌等方面的應用[A];第十三屆全國光化學學術討論會論文集[C];2013年

4 田文晶;李耀文;薛麗麗;李慧;李在房;;給受體共軛聚合物的能級、分子結構設計及其在光伏電池的應用[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

5 王樹;;共軛聚合物的生物識別與傳感研究[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

6 馬於光;;共軛聚合物的物性放大效應[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

7 胡玉琴;肖毅;黃紅梅;尹篤林;肖小明;;新型熒光共軛聚合物的合成及光學性能的研究[A];第十屆中國化學會分析化學年會暨第十屆全國原子光譜學術會議論文摘要集[C];2009年

8 陳仕艷;應燕君;王華平;;新型給受體結構的共軛聚合物的合成及光電性能[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術討論會摘要集[C];2010年

9 于宗強;袁柱良;譚松庭;;一種新型含芴和聯(lián)苯共軛聚合物的合成與發(fā)光性能研究(英文)[A];2005年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2005年

10 路勝利;曹鏞;;新型乙烯撐和乙炔撐給體與受體交替共軛聚合物的光伏性能研究[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

相關博士學位論文 前10條

1 孫江曼;具有深HOMO能級的共軛聚合物的設計合成與光電性能的研究[D];華南理工大學;2015年

2 陳圳輝;基于含氧族雜原子的苯并二唑的D-A型共軛聚合物的合成與光電性能[D];華南理工大學;2015年

3 周常明;新型功能分子與組裝單元的制備與組裝[D];復旦大學;2013年

4 劉春晨;帶有可熱脫除側鏈的共軛聚合物/小分子的設計、合成及性能研究[D];華南理工大學;2015年

5 鄭超;共軛聚合物雜原子修飾、構象控制及光電性質的理論與實驗研究[D];南京郵電大學;2014年

6 張余寶;含氯共軛聚合物及氮雜并苯類分子的合成與表征[D];華中科技大學;2015年

7 姚詩余;基于溶于綠色溶劑的共軛聚合物材料的太陽能電池研究[D];吉林大學;2016年

8 吳志鴻;新型共軛聚合物的設計與合成及其在聚合物太陽電池中的應用[D];華南理工大學;2016年

9 杲辰;基于六苯并暈苯的共軛聚合物的分子設計、合成及其光伏性能表征[D];北京化工大學;2016年

10 曾文南;聚芳烴二炔類水溶性共軛聚合物的合成及其在傳感器中的應用研究[D];華南理工大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 劉源;用于熒光探針的基于聚(9,9-二辛基芴)衍生物的共軛聚合物納米粒子的研究[D];太原理工大學;2016年

2 張沛霖;新型2,3-二噻吩基喹喔啉有機共軛聚合物的合成與表征[D];江西科技師范大學;2015年

3 胡桐;基于苯并二噻吩的共軛聚合物的合成及其在太陽能電池中的應用[D];中國海洋大學;2015年

4 王y，

本文編號：1615274