方酸菁是一類具有給體-受體-給體結(jié)構(gòu)的有機(jī)染料分子,不但合成簡(jiǎn)便,還在可見光及近紅外區(qū)表現(xiàn)出強(qiáng)吸收,且光穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性良好,因此作為一種有機(jī)半導(dǎo)體材料被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。目前,方酸菁作為給體材料應(yīng)用于本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池（BHJ-OSCs）時(shí)遇到一個(gè)重要問題是其空穴遷移率偏低,導(dǎo)致填充因子不高,限制了器件效率的提升。此外,非富勒烯太陽(yáng)能電池近來取得了巨大的研究進(jìn)展,但將方酸菁應(yīng)用于在非富勒烯OSCs的報(bào)道還十分少見,這主要是因?yàn)槠渑c非富勒烯受體之間的相容性不佳,難以形成合成的BHJ形貌。另一方面,方酸菁作為一種兩性離子結(jié)構(gòu)p型半導(dǎo)體,其能級(jí)不但與鈣鈦礦匹配,且天然含有羰基等鈍化基團(tuán),因而是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PVSCs）空穴傳輸材料（HTMs）的合適選擇,但目前此類應(yīng)用也較少�；诖�,方酸菁在OSCs和PVSCs中存在著巨大的應(yīng)用潛力。本論文以不對(duì)稱方酸菁為基礎(chǔ),通過合理分子設(shè)計(jì),制備了一系列方酸菁小分子及聚合物,詳細(xì)表征了它們的光物理性質(zhì)和空穴傳輸能力,并系統(tǒng)研究了它們?cè)贠SCs及PVSCs中的應(yīng)用。（1）利用苯并吲哚啉異構(gòu)體和含不同取代基的硫代吡喃亞胺鹽作為末端基團(tuán),合成了... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：177 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 有機(jī)太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu)與參數(shù)
        1.2.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備工藝
        1.2.3 有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展
    1.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介及非摻雜空穴傳輸層的研究進(jìn)展
        1.3.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介
        1.3.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中非摻雜空穴傳輸材料的研究進(jìn)展
    1.4 方酸菁結(jié)構(gòu)性能簡(jiǎn)介及其在有機(jī)太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
        1.4.1 方酸菁的結(jié)構(gòu)及性能
        1.4.2 方酸菁在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的研究進(jìn)展
        1.4.3 方酸菁在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的研究進(jìn)展
    1.5 本論文的研究思路
2 不對(duì)稱方酸菁小分子的設(shè)計(jì)合成及光電性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.2.2 合成路線及步驟
        2.2.3 器件制備及表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 合成及表征
        2.3.2 單晶X射線衍射解析
        2.3.3 紫外-可見-近紅外吸收光譜分析
        2.3.4 電化學(xué)性質(zhì)
        2.3.5 熱穩(wěn)定性分析
        2.3.6 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管性能研究
        2.3.7 有機(jī)太陽(yáng)能電池器件性能研究
    2.4 本章小結(jié)
3 “蝴蝶型”方酸菁二聚體的設(shè)計(jì)合成及光伏性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        3.2.2 合成路線及步驟
        3.2.3 器件制備及表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 合成及表征
        3.3.2 光物理性質(zhì)分析
        3.3.3 密度泛函理論計(jì)算分析
        3.3.4 分子排列分析
        3.3.5 有機(jī)太陽(yáng)能電池性能研究
    3.4 本章小結(jié)
4 準(zhǔn)二維方酸菁聚合物的設(shè)計(jì)合成及光伏性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        4.2.2 合成路線及步驟
        4.2.3 器件制備及表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 合成及表征
        4.3.2 光物理性質(zhì)分析
        4.3.3 密度泛函理論計(jì)算分析
        4.3.4 有機(jī)太陽(yáng)能電池性能研究
        4.3.5 反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件性能研究
    4.4 本章小結(jié)
5 二維共軛型方酸菁聚合物的設(shè)計(jì)合成及在富勒烯/非富勒烯太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        5.2.2 合成路線及步驟
        5.2.3 器件制備及表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 合成及表征
        5.3.2 光物理性質(zhì)分析
        5.3.3 密度泛函理論計(jì)算分析
        5.3.4 富勒烯類有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能研究
        5.3.5 非富勒烯類有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能研究
    5.4 本章小結(jié)
6 方酸菁聚合物的設(shè)計(jì)合成及作為非摻雜空穴傳輸材料在全無機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        6.2.2 合成路線及步驟
        6.2.3 器件制備及表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 合成及表征
        6.3.2 方酸菁與Pb2+的作用研究
        6.3.3 光物理性質(zhì)分析
        6.3.4 密度泛函理論計(jì)算分析
        6.3.5 空穴遷移率測(cè)試
        6.3.6 聚合物堆積行為研究
        6.3.7 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件性能研究
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)及展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士期間發(fā)表及待發(fā)表的論文
附錄2 符號(hào)縮寫、化合物的單晶數(shù)據(jù)及核磁譜圖


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Achieving over 16% efficiency for single-junction organic solar cells[J]. Baobing Fan,Difei Zhang,Meijing Li,Wenkai Zhong,Zhaomiyi Zeng,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao.  Science China（Chemistry）. 2019(06)



本文編號(hào)：3427671