基于环戊二噻吩螺芴和噻吩环化吖庚因的有机太阳能电池材料的合成和光伏性能研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

近年来，有机太阳能电池（OSCs）发展迅速，其能量转换效率（PCE）不断提高。其中有机小分子/聚合物给体材料和非富勒烯小分子受体材料，以其优异的光伏性能受到了愈来愈多的关注与研究。结合现有的文献报道，本文设计并合成了有机小分子和聚合物给体材料以及非富勒烯小分子电子受体材料，并对这些给体材料和受体材料的热稳定性、光物理性质、电化学性质和光伏性能等进行测试和研究。具体的研究工作如下：
　　1.设计合成了以环戊二噻吩螺芴为中心给电子单元（D）、烷基噻吩为π-共轭桥、茚酮和饶丹宁分别为末端吸电子基团（A）的A-π-D-π-A型共轭小分子太阳能电池材料SFThYT和SFThRDN。详细研究了单噻吩π-共轭桥和不同吸电子末端对小分子的分子结构、光物理、电化学和光伏性能的影响。经过系统优化，基于SFThYT和SFThRDN的有机太阳能电池的PCE分别达到6.17％和2.33%，并且由于其较低的HOMO能级，两者的开路电压都较高（~1 V）。
　　2.设计合成了一个以环戊二噻吩螺芴为中心给电子单元，二氰基茚酮为吸电子末端的非富勒烯小分子受体材料SFIC。重点研究了SFIC的热稳定性、光物理和电化学性质，并初步探讨了由该受体材料与聚合物给体材料 PTB7-Th构筑的本体异质结型有机太阳能电池的光伏性能。结果表明，SFIC小分子受体材料具有很宽的吸收光谱（300-800 nm）和低带隙（1.38 eV），与PTB7-Th在长波段的光谱吸收有较好的互补性。同时SFIC有较高的LUMO能级，在和给体材料构筑电池后获得较高的开路电压。初步测试了基于SFIC和PTB7-Th的OSCs的光伏性能，获得了1.08%的PCE。
　　3．设计合成了基于噻吩环化吖庚因单元的系列D-D型（PAPTh、PAPDTh、PAPBDT）和D-A型（PAPBT、PAPDPP）两类共轭聚合物。对比性地研究了这两类聚合物的热稳定性、光物理性质和电化学性质。两类共聚物均具有良好的溶解性和热稳定性。通过与不同D和A单元共聚，可实现对该类共聚物吸收光谱和分子能级的有效调控。D-A型共聚物比 D-D型的吸收光谱明显要宽，前者可用于构筑富勒烯类OSCs的给体材料，而后者有望用于非富勒烯OSCs的研究中。其中PAPDPP构筑的OSCs的PCE为0.51%。

著录项

作者
王健;
展开▼
作者单位

湘潭大学;

展开▼
授予单位湘潭大学;
学科化学
授予学位硕士
导师姓名沈平;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类太阳能电池;
关键词
有机太阳能电池; 给体材料; 受体材料; 噻吩环化吖庚因; 环戊二噻吩螺芴; 光伏性能;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 萘酰亚胺取代修饰4,4'-螺双环戊并2,1-b:3,4-b'二噻吩化合物的合成制备及其在有机薄膜光伏器件中的应用研究 [J] . 张佳斌 ,马玉超 ,伊金垛 . 影像科学与光化学 . 2017,第005期
2. 螺芴/2,8-S,S-二氧-二苯并噻吩共聚物的合成与性能 [J] . 杨君维 ,王淑萌 ,丁军桥 . 应用化学 . 2014,第010期
3. 1，1─硫─双苯并咪唑与螺二邻二亚甲基噻吩和环二邻二亚甲基噻吩的合成 [J] . 贺灿欣 . 化学试剂 . 1996,第4期
4. 螺二邻二亚甲基噻吩和环二邻二亚甲基噻吩的合成 [J] . 贺灿欣 . 高等学校化学学报 . 1985,第009期
5. 寡聚噻吩取代的9,9＇-螺二芴的合成和表征 [J] . 裴坚 ,刘斌 ,倪菁 . 化学学报 . 2001,第010期
6. 基于二噻吩并吡咯/苯并二噻吩的给体-受体型聚合物的合成及其忆阻器性能 [C] . Chen WANG ,汪诚 ,Gang LIU . 2014年全国高分子材料科学与工程研讨会 . 2014
7. 基于烷氧基噻吩取代的苯并二噻吩和环戊二噻吩螺芴的有机太阳能电池材料的合成及其光伏性质研究 [A] . 王文功 . 2016

基于环戊二噻吩螺芴和噻吩环化吖庚因的有机太阳能电池材料的合成和光伏性能研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅