發(fā)布時間：2022-06-02 21:10

　　有機太陽電池由于具有輕質(zhì)、柔性及可大面積加工的優(yōu)勢受到廣泛的關(guān)注。目前,許多高效的共軛聚合物／小分子被先后合成報道,不少有機太陽電池效率已超過10%,達到了理論上工業(yè)化的要求。然而,相比于無機半導(dǎo)體材料,有機半導(dǎo)體的電荷遷移率仍有待改善,在這方面仍然具有很大的上升空間。在以往的探索中,人們發(fā)現(xiàn)往共軛主鏈中引入含有內(nèi)酰胺稠環(huán)結(jié)構(gòu)能夠極大地增強共軛主鏈的π-π堆積作用,從而使有機半導(dǎo)體的遷移率得到提高。本文的第二章將含有內(nèi)酰胺基團的稠環(huán)與其異構(gòu)體作為給體-受體型共軛聚合物的給體單元,合成了兩個深HOMO的電子給體材料,制作太陽電池器件后開路電壓均能達到0.9V,最高的光電轉(zhuǎn)化效率為3.77%。另外,我們通過吸收光譜、電化學(xué)與形貌分析等對這兩個聚合作出深入研究,仔細討論了這兩個異構(gòu)體對聚合物光電性能的不同作用。本文第三章在第二章的研究基礎(chǔ)上,將含有內(nèi)酰胺基團的稠環(huán)作為受體-給體-受體型共軛小分子的給體單元,通過弱電子給體與弱電子受體之間的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移,在保持分子帶隙寬度的前提下,拉低分子的LUMO能級,合成了一個寬帶隙的電子受體材料,從而實現(xiàn)與現(xiàn)今多數(shù)電子給體材料實現(xiàn)光譜互補,吸收更多的太... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚合物太陽電池簡介
        1.2.1 聚合物太陽電池工作機制
        1.2.2 有機太陽電池性能參數(shù)
        1.2.3 聚合物太陽電池結(jié)構(gòu)研究
    1.3 聚合物太陽電池給體材料的研究進展
        1.3.1 純給體型聚合物太陽電池中的研究進展
        1.3.2 給體-受體型聚合物太陽電池中的研究進展
            1.3.2.1 含2,1,3-苯并噻二唑(BT)的給體聚合物
            1.3.2.2 基于噻吩并噻吩(TT)的給體聚合物
            1.3.2.3 基于噻吩吡咯二酮(TPD)的給體聚合物
            1.3.2.4 基于吡咯并吡咯二酮(DPP)的給體聚合物
    1.4 太陽電池受體材料的研究進展
    1.5 理想聚合物太陽電池材料
    1.6 碳氫活化偶聯(lián)聚合研究進展
    1.7 本文的研究內(nèi)容與創(chuàng)新之處
        1.7.1 研究內(nèi)容
        1.7.2 創(chuàng)新之處
第二章 基于5-烷基菲啶-6(5H)-酮及其異構(gòu)體6-烷氧基菲啶的給體-受體型共軛聚合物的設(shè)計、合成及其在聚合物太陽電池中的應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料和試劑
        2.2.2 材料的測試與表征
        2.2.3 單體和聚合物的合成
        2.2.4 光伏器件制備與測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 光學(xué)性質(zhì)分析
        2.3.2 電化學(xué)性質(zhì)
        2.3.3 密度泛函理論計算
        2.3.4 空穴遷移率
        2.3.5 聚合物太陽電池光伏性能
        2.3.6 聚合物光伏器件薄膜形貌分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于5-烷基聯(lián)噻吩菲啶-6(5H)-酮的受體-給體-受體型共軛小分子的設(shè)計、合成及其在有機太陽電池中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 材料的測試與表征
        3.2.3 單體和聚合物的合成
        3.2.4 光伏器件與單空穴二極管的制備與測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 光學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.2 電化學(xué)性質(zhì)
        3.3.3 密度泛函理論計算
        3.3.4 聚合物太陽電池光伏性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 碳氫活化偶聯(lián)合成立構(gòu)規(guī)整共軛聚合物
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原料與試劑
        4.2.2 材料的測試與表征
        4.2.3 單體和聚合物的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 聚合物分子量分析
        4.3.2 光學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.3 電化學(xué)性質(zhì)
        4.3.4 密度泛函計算
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
附件



本文編號：3653096