近年來(lái),利用溶液加工法的聚合物太陽(yáng)能電池,由于易制備大面積、半透明柔性器件,已成為新型清潔能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前基于寬帶隙聚合物與非富勒烯受體材料,其能量轉(zhuǎn)換效率已突破16%,越來(lái)越受到人們的重視。本論文系統(tǒng)綜述了聚合物光伏給體材料所取得的重要研究進(jìn)展,著重介紹了幾種高效的有機(jī)太陽(yáng)能電池給體材料。針對(duì)當(dāng)前高效率的有機(jī)聚合物給體材料種類(lèi)少,分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系尚不清晰等問(wèn)題,本論文通過(guò)在給體單元嫁接烷氧基、烷硫基和強(qiáng)吸電子砜基單元和在噻吩π橋上烷硫基取代的策略,有效地降低材料的HOMO能級(jí),增強(qiáng)分子的摩爾吸光系數(shù),增強(qiáng)分子有序的π-π堆積,提升聚合物給體材料的V_oc、J_sc、FF,從而獲得高的光電轉(zhuǎn)換效率。對(duì)獲得的給體單元和聚合物的分子結(jié)構(gòu)均進(jìn)行了表征,此外,系統(tǒng)研究了有機(jī)聚合物給體材料的熱穩(wěn)定性、光物理性能、電化學(xué)性能和光伏性能,同時(shí)利用理論計(jì)算模擬了目標(biāo)化合物的分子結(jié)構(gòu)和軌道能級(jí),進(jìn)一步研究了聚合物分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)電荷傳輸、載流子遷移率和表面形貌的影響,揭示了材料分子結(jié)構(gòu)與光伏性能的關(guān)系。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1)設(shè)計(jì)合成了一類(lèi)基于...

【文章來(lái)源】： 湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 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)
        1.2.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池的工作機(jī)理
        1.2.3 有機(jī)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵性能參數(shù)
    1.3 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池給體材料
        1.3.1 基于聯(lián)噻吩類(lèi)的D-A型聚合物給體材料
        1.3.2 基于苯并二噻吩類(lèi)的D-A型聚合物給體材料
        1.3.3 基于苯并三氮唑類(lèi)的D-A型聚合物給體材料
    1.4 論文的設(shè)計(jì)思想、主要研究?jī)?nèi)容及其創(chuàng)新性
        1.4.1 論文的設(shè)計(jì)思想
        1.4.2 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 基于烷硫基聯(lián)噻吩單元的D-A型聚合物給體材料的合成與性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程所用的原料和試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器及材料表征
        2.2.3 給體單元和聚合物的合成路線及合成步驟
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性能
        2.3.2 聚合物的光學(xué)性能和電化學(xué)性能
        2.3.3 聚合物的理論計(jì)算
        2.3.4 聚合物的空穴遷移率
        2.3.5 聚合物的光伏性能
        2.3.6 聚合物的堆積和共混層表面形貌
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于含砜基單元的A₁-A₂型寬帶隙聚合物給體材料的合成及性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程所用的原料和試劑
        3.2.2 受體A₁單元和聚合物的合成路線及合成步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性能
        3.3.2 聚合物的光學(xué)性能和電化學(xué)性能
        3.3.3 聚合物的理論計(jì)算
        3.3.4 聚合物的空穴遷移率
        3.3.5 聚合物的光伏性能
        3.3.6 聚合物的堆積和共混層的表面形貌
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于烷硫基噻吩π橋的D-A型寬帶隙聚合物給體材料的合成與性能研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程所用的原料和試劑
        4.2.2 受體A單元和聚合物的合成路線及合成步驟
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性能
        4.3.2 聚合物的光學(xué)性能和電化學(xué)性能
        4.3.3 聚合物的理論計(jì)算
        4.3.4 聚合物的空穴遷移率
        4.3.5 聚合物的光伏性能
        4.3.6 聚合物的堆積和共混層表面形貌
    4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄Ⅰ 實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器與測(cè)試方法
附錄Ⅱ 化合物的核磁氫譜圖
附錄Ⅲ 化合物的核磁碳譜圖
附錄Ⅳ 化合物的飛行質(zhì)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)：3541257