本文關(guān)鍵詞：稠環(huán)芳烴類材料在太陽電池中的研究和應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：連續(xù)的研究提出一個增強染料敏化太陽電池(DSCs)效率的途徑:稠環(huán)芳烴作為光敏劑的中心核。通過對稠環(huán)芳烴類(PAHs)有機染料分子的理性設(shè)計、高效合成,制備了一系列新的稠環(huán)芳烴核心和基于此的有機染料,實現(xiàn)了無金屬有機染料敏化太陽電池器件性能的進一步提升。(1)在菲并咔唑(PC)類敏化太陽電池中,研究了輔助電子給體對光吸收和電荷復(fù)合的影響。以菲并咔唑為前體合成了三種染料HW-1、HW-2、HW-3。與PC作為電子給體相比,添加2-己基癸基修飾的芴、咔唑的輔助電子給體會導(dǎo)致不穩(wěn)定的HOMO能級、吸收峰紅移,以及增大的摩爾吸光系數(shù)。芴、咔唑封端的也可以減緩二氧化鈦與鈷(III)和氧化態(tài)的染料分子的電荷復(fù)合,電壓升高的同時光電轉(zhuǎn)換效率也增加了。(2)富電子的噻吩基團引入到給體單元中,通過分子內(nèi)烷基化實現(xiàn)噻吩的并環(huán)反應(yīng)從而構(gòu)建了以剛性電子給體噻吩并?并咔唑(TCC)為電子給體的新型有機染料分子C282、C283、C284、C285,結(jié)合BTBA和EBTBA受體和側(cè)邊修飾基團來調(diào)節(jié)分子的能級和立體結(jié)構(gòu)。器件表征數(shù)據(jù)及相關(guān)物理和電子測試表明:通過能級與立體結(jié)構(gòu)的理性調(diào)控,C284分子展現(xiàn)出優(yōu)越的器件性能,其積分電流值高達20.17 mA·cm 2,867 mV的開路電壓以及0.746的填充因子使其光電轉(zhuǎn)換效率達到13%。
【關(guān)鍵詞】：稠環(huán)芳烴 太陽電池 染料 菲并咔唑 噻吩并?并咔唑
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;O625.15
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-26
• 1.1 引言10
• 1.2 染料敏化太陽電池10-15
• 1.2.1 染料敏化太陽電池的工作原理11-14
• 1.2.2 染料敏化太陽電池的研究進展14-15
• 1.3 光敏染料在太陽電池中的應(yīng)用15-24
• 1.3.1 金屬配合物染料15-17
• 1.3.2 全有機染料17-24
• 1.4 論文的選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容24-26
• 1.4.1 選題依據(jù)24-25
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容25-26
• 第二章 實驗方法26-33
• 2.1 器件的制備26-27
• 2.1.1 實驗材料26
• 2.1.2 器件的組裝26-27
• 2.2 研究手段27-29
• 2.2.1 化合物分子結(jié)構(gòu)的鑒定27
• 2.2.2 電化學(xué)測試27-28
• 2.2.3 穩(wěn)態(tài)紫外可見吸收光譜28
• 2.2.4 光電流活動譜28
• 2.2.5 J-V特性曲線測試28-29
• 2.2.6 瞬態(tài)光電壓光電流衰減實驗29
• 2.3 染料的合成方法29-33
• 2.3.1 Suzuki反應(yīng)29-30
• 2.3.2 Sonogashira反應(yīng)30-31
• 2.3.3 Stille反應(yīng)31-33
• 第三章 菲并咔唑類光敏染料的合成與性能研究33-45
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實驗部分34-41
• 3.2.1 染料及中間體的合成路線34-35
• 3.2.2 實驗步驟35-41
• 3.3 結(jié)果與討論41-45
• 3.3.1 染料能級的理論預(yù)測及實驗測試結(jié)果41-43
• 3.3.2 染料分子的光伏性能43-45
• 第四章 ?并咔唑類光敏染料的合成與性能研究45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 實驗部分45-52
• 4.2.1 染料及中間體的合成路線45-47
• 4.2.2 實驗步驟47-52
• 4.3 結(jié)果與討論52-57
• 4.3.1 染料能級的理論預(yù)測及實驗測試結(jié)果52-55
• 4.3.2 染料分子的光伏性能55-57
• 第五章 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-64
• 附錄64-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間完成和參與的學(xué)術(shù)論文與申請專利79-80
• 致謝80

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本文編號：445094