本文關(guān)鍵詞：基于喹喔啉衍生物的有機(jī)小分子光伏材料的研究

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【摘要】：因為小分子光伏材料的制備與提純比較容易,而且屬于環(huán)境友好型光伏材料,因此與其他材料相比,小分子材料更具優(yōu)勢。最新報道的有機(jī)小分子給體材料光伏電池的效率已經(jīng)突破10%的大關(guān)。這為小分子類光伏電池在將來實現(xiàn)商業(yè)和市場化提供了可能。本論文設(shè)計并合成了基于三種喹喔啉衍生物的8種有機(jī)小分子光伏給體材料。喹喔啉單體是一個吸電子單元(A),喹喔啉具有獨特的結(jié)構(gòu),容易被修飾,在引入氟原子后,喹喔啉單元的吸電子能力增強(qiáng)。以三苯胺(TPA)作為給電子體單元(D),并分別引入單鍵、雙鍵、三鍵、氰基乙烯基作為π橋鍵,與帶有不同數(shù)目氟原子的喹喔啉偶聯(lián),構(gòu)成了本文所設(shè)計的D-A-D型光伏給體材料。本論文用核磁共振和高分辯質(zhì)譜對設(shè)計的8個D-A-D型材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,通過GaussView09對材料進(jìn)行密度泛函數(shù)理論計算,確定8個材料的能級能夠分別與本實驗室使用的PC61BM(受體材料)的能級相匹配。并且分別對材料進(jìn)行了紫外-可見吸收的測試,循環(huán)伏安法測試和器件測試來獲得材料光學(xué)性質(zhì),電化學(xué)性質(zhì)和光電數(shù)據(jù)。通過對8個目標(biāo)材料測定的數(shù)據(jù)結(jié)果的分析得出以下結(jié)論：(Ⅰ)將氟原子引入材料后,氟原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)明顯降低了材料的HOMO能級,這也是材料獲得較高的開路電壓(Voc)的重要原因之一。(Ⅱ)氰基系列的材料都具有較高的短路電流密度(Jsc), D結(jié)構(gòu)上引入氰基乙烯基作為π橋鍵,氰基的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)有利于增大材料的Jsc. (Ⅲ)三鍵系列的材料具有較高的Voc,TPAFTQOL和TPAFFTQOL的Voc分別為1.09 V,1.08 V。三鍵材料具有更好的共軛性及剛性結(jié)構(gòu),是增大材料的Voc的原因之一。(IV)三鍵系列和氰基系列中,引入一個氟原子的材料TPAFTQOL和TPAFCQOL分別具有最高的Voc=1.09 V和最高的PCE=3.99%。說明引入一個氟原子對材料的影響是最理想的。(Ⅴ)氰基系列的三個材料TPACQOL,TPAFCQOL,TPAFFCQOL都具有很高的光電轉(zhuǎn)化效率(PCE) 。TPACQOL、TPAFCQOL、TPAFFCQOL的光電轉(zhuǎn)化效率分別為3.40%、3.61%、3.99%,從數(shù)據(jù)分析中不難看出,TPAFCQOL具有最優(yōu)的光電性能。說明此類材料在以后的深入研究中具有很大的潛力。
【關(guān)鍵詞】：喹喔啉衍生物 給體 三苯胺 有機(jī)小分子光伏材料
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O626
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-35
• 1.1 光伏材料電池9-11
• 1.1.1 光伏電池的利用及發(fā)展9
• 1.1.2 光伏電池的發(fā)展9-10
• 1.1.3 光伏電池的分類10-11
• 1.2 有機(jī)光伏電池11-13
• 1.2.1 有機(jī)光伏電池的工作原理11-12
• 1.2.2 有機(jī)光伏電池的性能參數(shù)12-13
• 1.3 有機(jī)聚合物光伏電池13-16
• 1.3.1 有機(jī)聚合物給體材料13-15
• 1.3.2 有機(jī)聚合物受體材料15-16
• 1.4 有機(jī)小分子光伏電池16-32
• 1.4.1 有機(jī)小分子受體材料17-18
• 1.4.2 有機(jī)小分子給體材料—三苯胺類18-21
• 1.4.3 有機(jī)小分子給體材料—DPP類21-25
• 1.4.4 有機(jī)小分子給體材料—低聚噻吩類25-29
• 1.4.5 有機(jī)小分子給體材料—卟啉類29
• 1.4.6 有機(jī)小分子給體材料—喹喔啉類29-32
• 1.5 本論文目標(biāo)分子的設(shè)計思路32-35
• 2 實驗部分35-50
• 2.1 儀器與藥品試劑35-36
• 2.1.1 實驗儀器35
• 2.1.2 藥品試劑35-36
• 2.2 特定藥品的預(yù)處理36-37
• 2.3 目標(biāo)材料的合成37-49
• 2.3.1 三種喹喔啉衍生物受體單元的合成37-43
• 2.3.2 三苯胺給體單元的合成43-46
• 2.3.3 目標(biāo)材料的合成46-49
• 2.4 BHJ光伏器件的制作49-50
• 3 結(jié)果與討論50-62
• 3.1 目標(biāo)分子的合成50-51
• 3.2 光學(xué)表征51-53
• 3.3 DFT論計算53-56
• 3.4 循環(huán)伏安法測定化學(xué)性質(zhì)56-58
• 3.5 器件測試58-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 附錄A 終產(chǎn)物的表征68-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況76-77
• 致謝77-78

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3 高偉;余能富;涂業(yè)茍;幸偉年;;過渡金屬和有機(jī)小分子共催化反應(yīng)的進(jìn)展[J];江西林業(yè)科技;2013年06期

4 李楠;劉偉軍;龔流柱;;手性有機(jī)小分子催化最新進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2010年07期

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6 陸天華;霍延平;方小明;歐陽新華;;可濕法加工有機(jī)小分子發(fā)光材料研究進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2013年10期

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8 朱鏗,李娜,李克安,童沈陽;蛋白質(zhì)與有機(jī)小分子反應(yīng)機(jī)理的研究[J];化學(xué)試劑;1999年01期

9 劉靜;房喻;;有機(jī)小分子膠凝劑研究取得新進(jìn)展[J];科學(xué)通報;2008年17期

10 陳金娥;張海容;;β-環(huán)糊精/萘酚對有機(jī)小分子識別作用研究[J];山西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

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1 胡海宇;陳傳峰;;新型有機(jī)小分子凝膠[A];中國化學(xué)會全國第十三屆大環(huán)化學(xué)暨第五屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文選集[C];2006年

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3 金蓮姬;張珉;蘇忠民;;C_(60)內(nèi)嵌有機(jī)小分子及其性質(zhì)的理論研究[A];中國化學(xué)會第九屆全國量子化學(xué)學(xué)術(shù)會議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

4 龔流柱;;有機(jī)小分子催化的不對稱多組分反應(yīng)[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會不對稱催化分會場論文集[C];2008年

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6 徐春祥;薛清華;徐洪光;唐潔影;張俊祥;崔一平;;多孔氧化鋁/有機(jī)小分子復(fù)合體系中的發(fā)光現(xiàn)象[A];第九屆全國發(fā)光學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2001年

7 吳海虹;孫彩霞;劉月明;吳鵬;;固載有機(jī)小分子催化材料的合成與應(yīng)用研究[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

8 劉曉娟;逯樂慧;;表面增強(qiáng)拉曼散射基底的設(shè)計及其在有機(jī)小分子檢測中的應(yīng)用[A];第十六屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

9 符永鵬;林奇;魏太保;張有明;;長鏈芳酰腙的合成及凝膠性能研究[A];全國第十六屆大環(huán)化學(xué)暨第八屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2012年

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9 梁麗嬌;磷酸根陰離子家族與有機(jī)小分子的特異性識別及其光分析化學(xué)[D];西南大學(xué);2012年

10 林華;雙吲哚甲烷類化合物以及有機(jī)小分子催化的手性胺類化合物的合成[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

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1 唐澤彪;含氰基的A-D-A型有機(jī)小分子的合成及性能研究[D];江西科技師范大學(xué);2015年

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5 薛瑞;有機(jī)小分子太陽能電池中修飾層的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

6 李亭亭;具有特殊熒光特征的有機(jī)小分子的設(shè)計、合成及其納米顆粒的生物應(yīng)用[D];南京郵電大學(xué);2016年

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8 謝業(yè)鵬;基于神經(jīng)退化疾病的有機(jī)小分子探針合成研究[D];江西師范大學(xué);2016年

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本文編號：903173