發(fā)布時(shí)間：2019-08-04 09:41

【摘要】：近幾年來(lái)，由于擁有許多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，如可通過低成本的溶液加工制備大面積的柔性器件，聚合物光電器件（如聚合物發(fā)光二極管（PLED）或聚合物太陽(yáng)電池（PSC）等）作為研究的熱點(diǎn)而備受關(guān)注。PLED或PSC器件通常采用多層結(jié)構(gòu)，包括夾在兩電極間的聚合物活性層，以及插入到電極與活性層之間的界面修飾層。活性層材料的選擇對(duì)器件效率的高低起到了決定性的作用；而界面修飾材料可以降低電極與活性層界面處載流子的注入/抽提勢(shì)壘，從而大幅提高器件的效率。因此，為了獲得高效的聚合物光電器件，急需開發(fā)新的活性層和界面修飾層材料。 本論文涉及兩個(gè)方面的研究，一方面圍繞對(duì)水醇溶共軛聚合物進(jìn)行主鏈或側(cè)鏈修飾，以提高其在聚合物光電器件中的界面修飾能力；另一方面，通過降低聚合物主鏈芴單元9位上烷基鏈的空間位阻，以提高窄帶隙聚芴類材料的空穴遷移率，改善其光伏特性。 第二章中，我們利用聚合物的離子交換反應(yīng)合成出了帶有不同對(duì)離子的以芴-三苯胺為主鏈的新型季銨鹽共軛聚電解質(zhì)。我們首先將其作為陽(yáng)極界面修飾材料用于以PF8BT為發(fā)光層PLED器件中，發(fā)現(xiàn)對(duì)離子的選擇對(duì)器件效率有很大的影響。PFN-TPA-F具有這里面最佳的陽(yáng)極界面修飾能力外，其余材料均沒有改善陽(yáng)極界面處空穴注入的能力。而將這些材料作為陰極界面修飾材料用于以P-PPV為發(fā)光層的PLED器件中，發(fā)現(xiàn)結(jié)果剛好相反，即除PFN-TPA-F之外，其余材料均表現(xiàn)出了良好的電子注入/傳輸能力。 第三章中，，我們合成了一系列側(cè)鏈含氧化胺基團(tuán)，主鏈含吡啶基團(tuán)的新型中性水醇溶共軛聚合物。同前驅(qū)體聚合物PNs相比，PNOs中的氧化胺基團(tuán)不但可以改善聚合物在醇類溶劑中的溶解性，還可以大幅降低陰極界面處的電子注入/抽提勢(shì)壘，是一類有希望的界面修飾材料。基于PNOs/Al陰極的PSC和PLED器件比基于PNs/Al陰極的器件表現(xiàn)出了更高的效率。當(dāng)使用PF6NO25Py作為陰極界面修飾層時(shí)，與純鋁陰極器件相比，其PLED器件的效率提高了90多倍，PSC器件的效率提高了1.7倍。 第四章中，我們合成了一系列主鏈含N-氧化吡啶或吡啶季銨鹽等強(qiáng)極性基團(tuán)的新型水醇溶共軛聚合物。基于PFNPyNO/Al、PFNOPyNO/Al和PFNBrPyBr/Al陰極的PSC器件比基于純鋁陰極的PSC器件表現(xiàn)出了更高的能量轉(zhuǎn)換效率，表明這些材料都擁有良好的陰極界面修飾能力。但這類材料的界面修飾能力主要來(lái)源于其極性側(cè)鏈，主鏈上極性基團(tuán)的選擇對(duì)其影響不大。它們同基于PFN/Al陰極的PSC器件具有相當(dāng)?shù)男省?第五章中，我們合成了一系列新型的基于9位烷基單取代芴的窄帶隙聚合物。通過減少主鏈芴單元9位上的烷基鏈數(shù)量降低了烷基鏈造成的空間位阻。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于9,9-烷基雙取代芴的窄帶隙聚合物，這些材料擁有更高的空穴遷移率，使得基于這些材料的PSC器件獲得了更高的填充因子與短路電流，從而提高了器件的能量轉(zhuǎn)換效率。這其中基于PF25DBT8:PC71BM活性層的PSC器件表現(xiàn)出了最好的性能，其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了3.97%，對(duì)應(yīng)的短路電流、開路電壓和填充因子分別為7.71mA/cm2、0.90V和57.23%。
【圖文】：

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文1.2 聚合物太陽(yáng)電池作為一種新型薄膜光伏電池技術(shù)，同無(wú)機(jī)太陽(yáng)電池相比，聚合物太陽(yáng)電池是一種具有鮮明綜合優(yōu)勢(shì)的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，目前其效率和穩(wěn)定性同無(wú)機(jī)太陽(yáng)電池相比還有一定差距，但是聚合物太陽(yáng)電池具有的低成本、柔性、大面積等特點(diǎn)也使其在未來(lái)太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域大有用武之地。1.2.1 聚合物太陽(yáng)電池器件的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理

由激發(fā)產(chǎn)生的電子數(shù)與被吸收的光的電子數(shù)與所有入射的光子數(shù)之比為外量子效率和電流密度之比，它與器件的量子效率成正比，光器件的性能時(shí)，常用流明效率這個(gè)性能指標(biāo)。器件工作時(shí)所消耗的電功率之比，單位為 lm/w。發(fā)光體的表面明亮程度（發(fā)光）的物理量。發(fā)光眼從某一個(gè)方向觀察光源時(shí)，在這個(gè)方向上光的，單位為cd/m2。色進(jìn)行描述和測(cè)量需要用到色度圖（圖 1-6）。標(biāo)示出來(lái)。該標(biāo)準(zhǔn)的色度系統(tǒng)由國(guó)際照明委員會(huì)4 年對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了補(bǔ)充[63]。根據(jù)規(guī)定美國(guó)國(guó)家紅光的色坐標(biāo)為（0.67，0.33），標(biāo)準(zhǔn)綠光的色坐標(biāo)（0.14，0.08），純正的白光色坐標(biāo)為（0.33，0
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O631.1;TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;A novel crosslinkable electron injection/transporting material for solution processed polymer light-emitting diodes[J];Science China(Chemistry);2011年11期

本文編號(hào)：2522852