本文關(guān)鍵詞：聚噻吩衍生物的電化學(xué)合成及其應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 聚噻吩及其衍生物是一類重要的導(dǎo)電聚合物,它們具有優(yōu)良的電化學(xué)活性、環(huán)境穩(wěn)定性以及可加工性,被廣泛應(yīng)用于電學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域。電化學(xué)聚合是制備導(dǎo)電聚合物膜的重要方法,反應(yīng)主要是在有機(jī)溶劑或水溶液中進(jìn)行,三氟化硼乙醚電解質(zhì)溶液能夠降低一些芳香族單體的氧化電位并獲得高質(zhì)量的聚合物膜,因而得到廣泛應(yīng)用。本論文在三氟化硼乙醚電解質(zhì)體系中對幾種聚噻吩衍生物進(jìn)行電化學(xué)聚合,將得到的聚合物膜直接制備成結(jié)構(gòu)為ITO/PTh/ZnO: MDMO-PPV/Al的有機(jī)-無機(jī)異質(zhì)結(jié)太陽電池器件并做了相關(guān)測試與研究,得到如下結(jié)果: 1.在三氟化硼乙醚電解質(zhì)溶液中,以ITO玻璃為工作電極,對3,4-二氧乙基噻吩、噻吩、3-甲基噻吩和3-己基噻吩單體實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)聚合,得到具有電化學(xué)活性和穩(wěn)定性且表面形貌較好的聚合物薄膜,并成功地將上述聚合物膜直接用于制備有機(jī)-無機(jī)異質(zhì)結(jié)太陽電池器件。結(jié)果表明,對于這幾種聚合物薄膜,在相同的反應(yīng)條件下,聚(3,4-二氧乙基噻吩)(PEDOT)膜制備的太陽電池表現(xiàn)出的綜合性能最好,得到的能量轉(zhuǎn)換效率最高,其次是聚(3-甲基噻吩)(P3MT)和聚噻吩(PTh),而P3HT制備的太陽電池器件的性能較差。 2.研究了聚苯乙烯磺酸鈉對電化學(xué)生成的聚合物膜制成的太陽電池性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在三氟化硼乙醚電解質(zhì)溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉,電化學(xué)聚合生成的聚合物膜制備的太陽電池器件的光電性能都能得到不同幅度的提高,尤其是PEDOT膜和P3HT膜,對應(yīng)的太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率都得到數(shù)量級的提高,分別由0.011%和0.0003%提高至0.33%和0.0022%;其中,PEDOT膜制備太陽電池時(shí),隨著聚苯乙烯磺酸鈉濃度的增加,所制得的太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率先增大后減小,當(dāng)它的濃度為0.2 g/L時(shí),所得的PEDOT膜制得的太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率最大,達(dá)到0.33%。 3.將電化學(xué)聚合得到的PEDOT膜和通過傳統(tǒng)的旋涂法制得的PEDOT: PSS膜分別做成有機(jī)-無機(jī)異質(zhì)結(jié)太陽電池并進(jìn)行測試比較。研究結(jié)果表明,在含有聚苯乙烯磺酸鈉的三氟化硼乙醚電解質(zhì)溶液中,只要當(dāng)濃度大于0.1g/L時(shí),電化學(xué)聚合的PEDOT膜制得的太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率都要比傳統(tǒng)的旋涂法制備的PEDOT: PSS膜制得的太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率高,該方法為光電器件的制備提供了一條新的研究思路,具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 4.此外,在三氟化硼乙醚電解質(zhì)溶液中,成功實(shí)現(xiàn)了1,4-二苯氧基苯的電化學(xué)聚合,并得到聚合物的自支撐膜,聚合物的電導(dǎo)率在10-2 S/cm。根據(jù)量子化學(xué)計(jì)算和測試的結(jié)果,可以推斷電化學(xué)反應(yīng)得到的聚合物是聚(1,4-二苯氧基苯),并確定其在2位和18位的C上發(fā)生聚合,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該聚合物是一種新的導(dǎo)電聚合物。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)聚合 三氟化硼乙醚 PEDOT 太陽電池 能量轉(zhuǎn)換效率
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（理化技術(shù)研究所）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：O633.5
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 前言8-46
• 1.1 導(dǎo)電聚合物8-16
• 1.1.1 導(dǎo)電聚合物概述8-10
• 1.1.2 導(dǎo)電聚合物的摻雜10-12
• 1.1.3 導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理12-14
• 1.1.4 導(dǎo)電聚合物的合成14-16
• 1.1.5 導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用16
• 1.2 聚噻吩類導(dǎo)電聚合物16-25
• 1.2.1 聚噻吩16-18
• 1.2.2 聚噻吩類衍生物18-19
• 1.2.3 聚噻吩類衍生物的聚合方法19-23
• 1.2.4 聚噻吩在三氟化硼乙醚電解質(zhì)溶液中的電化學(xué)聚合23-25
• 1.3 體異質(zhì)結(jié)太陽電池25-31
• 1.3.1 聚合物本體異質(zhì)結(jié)太陽電池簡介26-27
• 1.3.2 聚合物本體異質(zhì)結(jié)太陽電池性能參數(shù)27-28
• 1.3.3 聚噻吩類導(dǎo)電聚合物在太陽電池器件上的應(yīng)用28-31
• 1.4 論文工作的提出與主要內(nèi)容31-33
• 參考文獻(xiàn)33-46
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法46-52
• 2.1 試劑與儀器46-48
• 2.1.1 主要試劑46-47
• 2.1.2 測試儀器47-48
• 2.2 聚合物膜的制備及性能表征48-50
• 2.2.1 電化學(xué)聚合及電化學(xué)性能測試48-49
• 2.2.2 電解質(zhì)溶液49
• 2.2.3 聚合物薄膜的去摻雜49-50
• 2.2.4 聚合物薄膜的電導(dǎo)率測試50
• 2.3 太陽電池器件的制備與測試50-52
• 2.3.1 太陽電池器件的制備50-51
• 2.3.2 太陽電池的性能測試51-52
• 第三章 聚(3,4-二氧乙基噻吩)的電化學(xué)合成及在太陽電池上的性能研究52-73
• 3.1 聚(3,4-二氧乙基噻吩)膜的電化學(xué)合成研究53-63
• 3.1.1 聚(3,4-二氧乙基噻吩)的電化學(xué)合成53-57
• 3.1.2 聚合物膜的表征測試57-63
• 3.2 太陽電池性能測試63-67
• 3.2.1 聚苯乙烯磺酸鈉的含量對聚合物膜電導(dǎo)率的影響64
• 3.2.2 聚苯乙烯磺酸鈉的含量對太陽電池性能的影響64-65
• 3.2.3 幾種太陽電池性能的比較65-67
• 3.3 本章小結(jié)67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 第四章 幾種噻吩衍生物的電化學(xué)合成及在太陽電池上的性能研究73-91
• 4.1 聚噻吩的電化學(xué)合成及在太陽電池上的性能研究73-78
• 4.1.1 聚噻吩的電化學(xué)合成74-77
• 4.1.2 聚噻吩膜的表面形貌77
• 4.1.3 聚噻吩膜在太陽電池上的應(yīng)用及性能研究77-78
• 4.2 聚(3-甲基噻吩)的電化學(xué)合成及在太陽電池上的性能研究78-82
• 4.2.1 聚(3-甲基噻吩)的電化學(xué)合成78-81
• 4.2.2 聚(3-甲基噻吩)膜的表面形貌81
• 4.2.3 聚(3-甲基噻吩)膜在太陽電池上的性能研究81-82
• 4.3 聚(3-己基噻吩)的電化學(xué)合成及在太陽電池上的性能研究82-86
• 4.3.1 聚(3-己基噻吩)的電化學(xué)合成82-85
• 4.3.2 聚(3-己基噻吩)膜的表面形貌85
• 4.3.3 聚(3-己基噻吩)膜在太陽電池上的性能研究85-86
• 4.4 幾種聚噻吩衍生物膜制備的太陽電池器件的光電性能比較86-87
• 4.5 本章小結(jié)87-89
• 參考文獻(xiàn)89-91
• 第五章 1,4-二苯氧基苯在三氟化硼乙醚中的電化學(xué)合成及表征91-102
• 5.1 1,4-二苯氧基苯在三氟化硼乙醚中的電化學(xué)合成92-95
• 5.2 1,4-二苯氧基苯的聚合位點(diǎn)和聚合機(jī)理研究95-96
• 5.3 聚合產(chǎn)物表征96-99
• 5.3.1 表面形貌96-97
• 5.3.2 紅外光譜97-98
• 5.3.3 分子量測試98
• 5.3.4 熱重分析98-99
• 5.3.5 紫外-可見光譜99
• 5.3.6 電導(dǎo)率測試99
• 5.4 本章小結(jié)99-100
• 參考文獻(xiàn)100-102
• 結(jié)論102-103
• 文章 及專利103-104
• 致謝104-106

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王大剛;王雷;白曉軍;李均欽;朱光明;;聚(3-烷基噻吩)的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展[J];功能高分子學(xué)報(bào);2011年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 盧亮;聚3-已基噻吩復(fù)合薄膜氣體傳感器的制備及特性研究[D];電子科技大學(xué);2010年

2 周超群;聚合物碳黑薄膜的制備及氣敏特性研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 朱霞;聚（3-烷基噻吩）的合成、表征及應(yīng)用研究[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王娟;幾種聚噻吩衍生物的合成與表征[D];天津理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：聚噻吩衍生物的電化學(xué)合成及其應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：256045