本論文系統(tǒng)的闡述了有機太陽能電池的發(fā)展歷程,并著重介紹了非分子內(nèi)共價鍵作用、吡咯并吡啶二酮(DPP)受體單元在小分子光伏給體材料設(shè)計中的實際應(yīng)用。針對當前基于DPP受體單元的小分子光伏給體材料的開路電壓、載流子遷移率以及能量轉(zhuǎn)換效率偏低等缺點,本論文在給體材料內(nèi)引入具有強電負性的原子,通過分子內(nèi)/分子間構(gòu)筑非共價鍵作用,有效的優(yōu)化了材料能級,促進了材料分子間的π-π堆積作用和自組裝性能,從而提高了基于給體材料光伏器件的短路電流、器件開路電壓、載流子遷移率和器件能量轉(zhuǎn)換效率。通過lHNMR、13C NMR和質(zhì)譜等對目標化合物的結(jié)構(gòu)進行了表征,并通過紫外-可見吸收光譜(UV-vis)、熱失重分析(TGA)和循環(huán)伏安(CV)等方法研究了有機小分子材料的光物理、熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。制作了基于所合成的有機小分子材料構(gòu)筑的太陽能電池器件,研究了不同結(jié)構(gòu)的材料對其光伏性能的影響。本論文設(shè)計合成了四個有機小分子給體材料,系統(tǒng)的研究了分子結(jié)構(gòu)對器件性能的影響,主要研究內(nèi)容如下:1、設(shè)計并合成了一類基于DPP受體單元的A-D-A型共軛小分子DFPh(DPP)2和DFDT(DPP)2,其分別以氟化后的苯(...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 有機太陽能電池的工作原理
    1.3 有機小分子光伏給體材料
        1.3.1 有機小分子中的分子內(nèi)非共價鍵作用
        1.3.2 齊聚噻吩類衍生物有機給體材料
        1.3.3 基于吡咯并吡咯二酮類衍生物的給體材料
    1.4 論文的設(shè)計思想,主要研究內(nèi)容
        1.4.1 論文的設(shè)計思想
        1.4.2 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 基于吡咯并吡咯二酮單元的A-D-A型有機光伏給體小分子的合成與性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料與試劑
        2.2.2 材料表征與測試
        2.2.3 小分子合成
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 目標化合物的合成表征、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性能和堆積
        2.3.2 目標化合物的光學(xué)性能和電學(xué)性能
        2.3.3 目標化合物的理論計算
        2.3.4 目標化合物的光伏性能
        2.3.5 目標化合物與PC₇₁BM共混層的表面形貌
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于吡咯并吡咯二酮單元的D(A-Ar)₂型有機小分子光伏給體材料的合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料與試劑
        3.2.2 材料表征與測試
        3.2.3 小分子合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 目標化合物的合成表征、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性能和堆積
        3.3.2 目標化合物的光學(xué)性能和電學(xué)性能
        3.3.3 目標化合物的理論計算
        3.3.4 目標化合物的光伏性能
        3.3.5 目標化合物與PC₇₁BM共混層的表面形貌
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄A 目標分子的核磁氫譜圖
附錄B 目標分子的核磁碳譜圖
附錄C 目標分子的飛行質(zhì)譜圖



本文編號：3924308