本文關(guān)鍵詞：基于引達(dá)省衍生物的小分子的合成以及在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 有機(jī)太陽(yáng)能電池 硅雜引達(dá)省 非富勒烯受體 二維共軛 能量轉(zhuǎn)化效率

【摘要】：本論文的主要工作是設(shè)計(jì)合成一系列新型小分子給受體材料并將其應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池中,主要分為以下兩部分工作:在第一部分的工作中,我們?cè)O(shè)計(jì)合成了一系列具有D1-A-D2-A-D1型給體材料,SIDTC6以及SIDTC12,以十二烷基取代的SIDT為核心給體單元,氟代苯并噻二唑?yàn)槭荏w單元。在給體片段與受體片段之間引入相較噻吩橋更能拓寬吸收光譜的硒吩橋,來(lái)增加分子的吸收范圍,從而提高材料的光電流。封端基團(tuán)分別采用己基取代的的聯(lián)噻吩和十二烷基取代的聯(lián)噻吩,用于探究不同長(zhǎng)度的封端烷基鏈對(duì)器件性能的影響。通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)表征發(fā)現(xiàn)此系列分子具有很強(qiáng)的光吸收能力、匹配的能級(jí)、好的熱穩(wěn)定性,其中己基取代的分子SIDTC6在不經(jīng)任何處理的情況下,器件的能量轉(zhuǎn)換效率PCE達(dá)到4.44%,此合成策略在小分子給體材料的拓展上具有指導(dǎo)意義。在第二部分的工作中,我們合成了一系列A-D-A型受體小分子,這三個(gè)分子分別以二維引達(dá)省(2D-IDT),二維氮雜引達(dá)省(2D-NIDT)和氮雜引達(dá)省(NIDT)為中心給體單元(D),以PDI為兩邊受體單元(A),設(shè)計(jì)合成的三個(gè)非富勒烯受體小分子IDTPDI,NIDTPDI,NIDT2C12PDI。我們主要研究改變分子的中心核的空間位阻單元,對(duì)分子的光物理性質(zhì),對(duì)材料的能級(jí),器件性能等特性的影響。分子NIDTPDI比IDTPDI有了較好的平面性,比NIDT2C12PDI分子分子聚集趨勢(shì)弱和分子間作用力小,這導(dǎo)致分子的短路電流密度有很大的提升。最終,基于分子NIDTPDI太陽(yáng)能電池表現(xiàn)為PCE為2.1%,其中Voc為0.76 V,Jsc為6.88 mA/cm2,FF為0.40。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)太陽(yáng)能電池 硅雜引達(dá)省 非富勒烯受體 二維共軛 能量轉(zhuǎn)化效率
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O626;TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-45
• 1.1 引言10-11
• 1.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池材料研究進(jìn)展11-13
• 1.3 有機(jī)太陽(yáng)能電池的分類和工作原理13-16
• 1.3.1 肖特基型太陽(yáng)能電池14
• 1.3.2 雙層膜D-A異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池14-15
• 1.3.3 共混D-A本體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池15-16
• 1.3.4 疊層太陽(yáng)能電池16
• 1.4 有機(jī)太陽(yáng)能電池材料16-34
• 1.4.1 太陽(yáng)能電池材料所具備的性質(zhì)及分子設(shè)計(jì)策略17-18
• 1.4.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池材料分類18-34
• 1.4.2.1 有機(jī)太陽(yáng)能電池給體材料18-28
• 1.4.2.1.1 給體單元Donor的選擇19-27
• 1.4.2.1.2 Accepor單元的設(shè)計(jì)27-28
• 1.4.2.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池受體材料28-34
• 1.5 有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究總結(jié)與展望34-35
• 1.6 本論文的設(shè)計(jì)思想和研究?jī)?nèi)容35-36
• 1.7 參考文獻(xiàn)36-45
• 第二章 基于硅雜引達(dá)省(SIDT)單元的有機(jī)小分子給體材料的設(shè)計(jì)合成及性能研究45-62
• 2.1 引言45-47
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分47-55
• 2.2.1 原料與試劑47-48
• 2.2.2 化合物表征所用的儀器48-49
• 2.2.3 材料的合成49-55
• 2.3 結(jié)果與討論55-60
• 2.3.1 光物理性質(zhì)55-56
• 2.3.2 電化學(xué)性質(zhì)56-57
• 2.3.3 器件的光伏性能57-60
• 2.4 本章小結(jié)60
• 2.5 參考文獻(xiàn)60-62
• 第三章 基于氮雜引達(dá)省(NIDT)單元的有機(jī)小分子給體以及受體的設(shè)計(jì)合成及性能研究62-83
• 3.1 引言62-66
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分66-76
• 3.2.1 原料與試劑66-67
• 3.2.2 化合物表征所用的儀器67-68
• 3.2.3 材料的合成68-76
• 3.3 結(jié)果與討論76-80
• 3.3.1 光物理性質(zhì)76-77
• 3.3.2 電化學(xué)性質(zhì)77-78
• 3.3.3 器件的光伏性能78-80
• 3.4 本章小結(jié)80-81
• 3.5 參考文獻(xiàn)81-83
• 第四章 總結(jié)和展望83-84
• 附錄 本文所涉及新化合物的譜圖84-94
• 致謝94-95

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 段曉菲,王金亮,毛景,裴堅(jiān);有機(jī)太陽(yáng)能電池材料的研究進(jìn)展[J];大學(xué)化學(xué);2005年03期

2 任斌;賴樹(shù)明;陳衛(wèi);黃河;;有機(jī)太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年09期

3 錢伯章;;高效有機(jī)太陽(yáng)能電池[J];橡塑技術(shù)與裝備;2008年04期

4 周洪英;;科學(xué)家有望開(kāi)發(fā)出低成本性能卓越的有機(jī)太陽(yáng)能電池[J];功能材料信息;2010年Z1期

5 ;最輕薄有機(jī)太陽(yáng)能電池問(wèn)世[J];化工中間體;2012年04期

6 錢伯章;;最薄最輕的有機(jī)太陽(yáng)能電池[J];國(guó)外塑料;2012年03期

7 ;德國(guó)企業(yè)創(chuàng)立了有機(jī)太陽(yáng)能電池效率世界新高[J];功能材料信息;2013年02期

8 賀素姣;;有機(jī)太陽(yáng)能電池材料與器件的研究進(jìn)展[J];化工技術(shù)與開(kāi)發(fā);2013年09期

9 劉佩華,田禾;有機(jī)太陽(yáng)能電池材料近期進(jìn)展(上)[J];上�；�;1999年11期

10 劉佩華,田禾;有機(jī)太陽(yáng)能電池材料近期進(jìn)展(下)[J];上�；�;1999年12期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 范斌;田清勇;白華;;可溶性小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 杝隆建;杝正_7;李宜璇;;可撓式有機(jī)太陽(yáng)能電池之發(fā)展技術(shù)[A];海峽兩岸第十六屆照明科技與營(yíng)銷研討會(huì)專題報(bào)告暨論文集[C];2009年

3 劉艷;曾慶華;張憲璽;姜建壯;;卟啉、酞菁類有機(jī)太陽(yáng)能電池材料的研究進(jìn)展[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

4 陳濤;仰志斌;彭慧勝;;基于碳納米管纖維的有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 仰志斌;陳濤;何瑞旋;彭慧勝;;基于取向碳納米管膜的柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

6 張堅(jiān);楊棟;周玲玉;陳令成;趙斌;李燦;;化學(xué)改性氧化石墨烯作為有機(jī)太陽(yáng)能電池空穴傳輸層[A];2012年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（暨第十二屆全國(guó)高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報(bào)告）會(huì)議論文集[C];2012年

7 趙儀;;有機(jī)太陽(yáng)能電池中的相干電荷和能量轉(zhuǎn)移[A];第十三屆全國(guó)化學(xué)動(dòng)力學(xué)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2013年

8 唐衛(wèi)華;海杰峰;朱恩偉;卞臨沂;;有機(jī)太陽(yáng)能電池用的二維窄帶隙聚合物研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

9 易院平;韓廣超;沈星星;;有機(jī)太陽(yáng)能電池電子過(guò)程的理論模擬[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第17分會(huì)：光電功能器件[C];2014年

10 馬廷麗;;柔性及疊層薄膜有機(jī)太陽(yáng)能電池研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 顧鋼;德支持企業(yè)開(kāi)發(fā)有機(jī)太陽(yáng)能電池[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

2 記者 毛黎;美評(píng)估有機(jī)太陽(yáng)能電池對(duì)環(huán)境的影響[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

3 本報(bào)駐美國(guó)記者 田學(xué)科;突破有機(jī)太陽(yáng)能電池技術(shù)瓶頸[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

4 劉霞;控制電子自旋可提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

5 記者 邰舉;疊層型有機(jī)太陽(yáng)能電池接近商用[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

6 蔡佳;美國(guó)研發(fā)可拉伸有機(jī)太陽(yáng)能電池[N];中國(guó)建材報(bào);2011年

7 華凌;小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池增效50%[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

8 本版編輯邋張浩 鄭曉春 鄧國(guó)慶 毛黎 何屹 顧鋼 何永晉;2007年世界科技發(fā)展回顧(七)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

9 記者 馬悍德;青海有機(jī)太陽(yáng)能電池研發(fā)獲重大進(jìn)展[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

10 記者 賈明;青海有機(jī)太陽(yáng)能電池研發(fā)取得重大進(jìn)展[N];青海日?qǐng)?bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許美鳳;高效穩(wěn)定的有機(jī)太陽(yáng)能電池的界面研究[D];蘇州大學(xué);2015年

2 劉小銳;幾種有機(jī)太陽(yáng)能電池供體材料的光伏性能[D];西南大學(xué);2015年

3 黨東鋒;含噻吩或噻吩稠環(huán)單元的有機(jī)光伏材料的合成及其性能研究[D];湘潭大學(xué);2015年

4 于偉利;電沉積制備聚噻吩有序微結(jié)構(gòu)及有機(jī)太陽(yáng)能電池[D];吉林大學(xué);2009年

5 喬芬;基于聚合物的有機(jī)太陽(yáng)能電池的研制與表征[D];大連理工大學(xué);2010年

6 陳向東;有機(jī)太陽(yáng)能電池中的光物理過(guò)程研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

7 馬朝柱;有機(jī)太陽(yáng)能電池電學(xué)模型與數(shù)值研究[D];蘭州大學(xué);2011年

8 陳麗佳;有機(jī)太陽(yáng)能電池界面過(guò)程的研究[D];西南大學(xué);2014年

9 楊倩倩;可溶性小分子方酸菁有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備及其性能研究[D];北京交通大學(xué);2015年

10 黃江;有機(jī)太陽(yáng)能電池的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)等效電路和多重電荷分離界面研究[D];電子科技大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 史紹華;有機(jī)太陽(yáng)能電池中電極修飾的研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 蔡倫;有機(jī)太陽(yáng)能電池中光電流—溫度特性的研究[D];西南大學(xué);2015年

3 付智勇;有機(jī)太陽(yáng)能電池D-A型供受體材料的理論研究[D];西南大學(xué);2015年

4 蔡佳林;利用飛秒瞬態(tài)時(shí)間分辨率吸收光譜對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化機(jī)理研究[D];河北大學(xué);2015年

5 李盼盼;含傒二酰亞胺(PDIs)單元的有機(jī)半導(dǎo)體材料的合成、表征及其應(yīng)用[D];上海師范大學(xué);2015年

6 張旋;PIN型有機(jī)太陽(yáng)能電池光學(xué)特性的數(shù)值模擬[D];西安石油大學(xué);2015年

7 豐艷婷;有機(jī)太陽(yáng)能電池中光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移的理論研究[D];遼寧大學(xué);2015年

8 萬(wàn)瑛博;富勒烯二加成衍生物的核磁共振波譜研究[D];蘇州大學(xué);2015年

9 徐曉娟;有機(jī)太陽(yáng)能電池/有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的模擬[D];蘇州大學(xué);2015年

10 李萌;基于聚噻吩及富勒烯衍生物材料有機(jī)太陽(yáng)能電池光電性能研究[D];河南師范大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：894389