發(fā)布時間：2020-03-22 01:50

【摘要】：近年來,聚合物太陽能電池在近幾年已經(jīng)得到了快速的發(fā)展,非富勒烯受體正受到廣泛關注,隨著越來越多的新的構筑模塊的合成以及材料的設計,非富勒烯受體材料得到了巨大的發(fā)展。得益于較強的吸收和易調控的能級水平,目前這類受體材料對應的太陽能電池器件光電轉化效率已突破15%,而這些性能上的飛躍得益于新型結構的不斷涌現(xiàn)。本文成功設計合成了基于單吡喃的稠合與非稠合兩類受體材料,將其應用于有機太陽能電池活性層。通過器件光伏性能的測試,研究結構與性能的構效關系。具體工作如下:1.五元單吡喃受體材料的制備及光伏性能研究基于本課題組前期在含有二苯并吡喃、梯形雙吡喃結構等單元的給、受體材料方面的研究,本章設計合成了結構新穎的五元稠合單吡喃建筑單元,通過引入含有不同烷氧基側鏈的噻吩π橋、使用不同的封端基團合成了一系列單吡喃小分子受體材料(TM 1-5),針對該系列材料,進行了紫外-可見吸收、電化學等基本的物性表征,并對其進行了初步的有機光伏性能測試,結果表明當以PBDB-T為電子給體材料時,其器件的光電轉換效率達到了3.43%(V_(oc)=0.76 V,J_(sc)=8.91 mA/cm~2,FF=50.55)。2.基于三元二噻吩并吡喃超分子受體材料的制備及光伏性能研究超分子稠合電子小分子受體材料由簡單的模塊構筑,合成容易,將大大降低了合成成本。本章采用三元二噻吩并吡喃結構單元作為主要建筑模塊,通過與二氟苯或雙烷氧基苯片段進行Stille交叉偶聯(lián),可以獲得系列相應的超分子稠環(huán)給體片段,進而通過Knoevenagel縮合進行封端可以獲得系列合成簡單的超分子稠環(huán)受體TM 6-8。由于結構中S···O、F···S等超分子相互作用的存在,分子將具有平面的分子共軛骨架。合成的中間體及目標產物都經(jīng)過了~1HNMR、~(13)CNMR以及HRMS的表征,本文探討了目標受體分子紫外-可見吸收、電化學能級等基本性質,其薄膜中的吸收光譜拓展到了1000 nm左右,同時,我們將相應的材料以PBDB-T為給體材料表征了其基本的光伏性能。
【圖文】：

圖 1-1 雙層 D/A 異質結器件結構及工作原理的構造特點為給、受體分別為獨立層，這種結構疊加而成，使得給受體的界面層形成異質結結構促進激子分離的驅動力主要是由給體材料和受體促使激子在界面分離。這種結構的最大優(yōu)勢是結面分離時，產生了電荷，電子傳輸?shù)疥帢O，空穴電池[14-16]圖 1-2 D/A 體異質結器件結構與工作原理

異質結電池[12,13]圖 1-1 雙層 D/A 異質結器件結構及工作件的構造特點為給、受體分別為獨立層，這種結分疊加而成，使得給受體的界面層形成異質結。促進激子分離的驅動力主要是由給體材料和差促使激子在界面分離。這種結構的最大優(yōu)勢界面分離時，產生了電荷，電子傳輸?shù)疥帢O，，空]。質結電池[14-16]
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB34;TM914.4

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本文編號：2594272