基于碳碳三键共轭体系的有机光伏材料

【摘要】：有机太阳能电池制作方便、价格低廉、多样化、便于集成且易于得到大面积的柔顺性器件等特点,在能源问题日益严重的当今社会有着广泛的应用前景。因此,制备易于合成、高光电转换效率的新型有机材料,推进该领域的产业化应用就显得非常重要。 本论文以共轭碳碳三键为桥,采用Sonogashira偶联的方法,制备了两个寡聚物有机太阳能电池材料、和两个聚合物有机太阳能电池材料,并对材料进行了考察,获得的主要研究结果如下： 合成以2-己基噻吩为电子供体单元,用共轭三键分别桥连电子受体3,6-二(2-噻吩基)-吡咯并吡咯-1,4-二酮和2,5-二(3-己氧基噻吩基)-噻唑并噻唑；制备了两种寡聚物太阳能电池材料,研究了它们的热稳定性、光学性能和电化学性能。 合成以5,5’-二乙炔基-4,4’-二己基-2,2’-联噻吩为电子供体单元,用共轭三键分别桥连电子受体3,6-二(2-噻吩基)-吡咯并吡咯-1,4-二酮和3,4-二十二烷氧基-1,2-二-(5-溴噻吩-2)苯并噻二唑；制备了两种聚合物太阳能电池材料,研究了它们的聚合度、热稳定性、光学性能和电化学性能。 综上所述,本论文研发了具有高光谱吸收、高稳定性、电化学性能优良的有机太阳能电池材料。这些研究结果为进一步开发性能更为优良的有机太阳能电池器件、实现其工业化应用提供了有益的科学依据。 【关键词】：共轭三键 Sonogashira偶联 有机太阳能电池
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 有机太阳能电池的发展历史9-10
• 1.3 有机太阳能电池的工作原理10-11
• 1.3.1 激子的产生10
• 1.3.2 激子的扩散10-11
• 1.3.3 电荷的分离11
• 1.3.4 电荷的传输和收集11
• 1.4 有机太阳能电池的材料11-15
• 1.4.1 寡聚物材料11-14
• 1.4.2 聚合物材料14-15
• 1.5 有机太阳能电池的几个参数15-16
• 1.5.1 短路电流(J_(SC))15
• 1.5.2 开路电压(V_(OC))15
• 1.5.3 填充因子(FF)15-16
• 2 基于2-乙炔基-5-己基噻吩的寡聚物的合成与光电性能研究16-35
• 2.1 前言16
• 2.2 合成路线16-17
• 2.2.1 单体的合成路16-17
• 2.2.2 寡聚物的合成路线17
• 2.3 实验部分17-23
• 2.3.1 试剂及测量方法17-18
• 2.3.2 单体的合成18-22
• 2.3.3 寡聚物的合成22-23
• 2.4 结果与讨论23-35
• 2.4.1 单体制备与结构表征23-29
• 2.4.2 寡聚物制备与结构表征29-31
• 2.4.3 寡聚物的热性能31-33
• 2.4.4 寡聚物的紫外光谱33-34
• 2.4.5 寡聚物的电化学性能34-35
• 3 基于5,5’-二乙炔基-4,4’-二己基-2,2’-联噻吩的聚合物的合成与光电性能研究35-51
• 3.1 前言35
• 3.2 合成路线35-36
• 3.2.1 单体的合成路线35-36
• 3.2.2 聚合物P1和P2的合成路线36
• 3.3 实验部分36-41
• 3.3.1 试剂36
• 3.3.2 单体的合成36-40
• 3.3.3 聚合物的合成40-41
• 3.4 结果与讨论41-51
• 3.4.1 单体制备与结构表征41-45
• 3.4.2 聚合物的制备与结构表征45-47
• 3.4.3 聚合物的分子量及分子量分布47-48
• 3.4.4 聚合物的热性能48-49
• 3.4.5 聚合物的紫外光谱49-50
• 3.4.6 聚合物的电化学性能50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-57

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