基于硫醚側(cè)鏈的喹喔啉聚合物電子給體材料的有機(jī)太陽(yáng)能性能研究.pdf

1、有機(jī)太陽(yáng)能電池具有輕便、柔性以及可以大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注與重視。材料合成與器件工藝的不斷發(fā)展持續(xù)推動(dòng)著有機(jī)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的提升。本論文基于合成的新型喹喔啉類(lèi)聚合物給體材料，通過(guò)與不同的受體材料組合，制備二元或三元有機(jī)太陽(yáng)能電池，系統(tǒng)研究受體材料的種類(lèi)、器件制備工藝等對(duì)電池性能的影響規(guī)律。論文的主要工作如下:
　　(1)合成了一種含有硫醚側(cè)鏈的喹喔啉基聚合物PBDT-DFQX1，并將之分別與PC70BM、ITIC、

2、ITTC受體材料組合，制備三種二元有機(jī)太陽(yáng)能電池，系統(tǒng)研究了受體材料的種類(lèi)、器件制備工藝等對(duì)電池性能的影響規(guī)律。基于PC70BM受體制備的器件的最高能量轉(zhuǎn)換效率為6.19％，ITIC器件的效率為6.42％，而ITTC器件的效率達(dá)到9.70％，證明給/受體之間具有良好的光譜互補(bǔ)性是獲得高性能電池器件的必要條件。
　　(2)創(chuàng)新性的將SBS作為加工用添加劑應(yīng)用于ITIC器件中。發(fā)現(xiàn)SBS可以誘導(dǎo)活性層中的分子產(chǎn)生更有序的排列，從而改善

3、活性層中給/受體之間的相分離行為，由此同時(shí)提高了器件的填充因子與短路電流，將其能量轉(zhuǎn)換效率由6.42％提高到了7.46％。
　　(3)選擇與給體材料HOMO/LUMO能級(jí)相差更小的受體O-IDTBR和N2200，分別與PBDT-DFQX1進(jìn)行匹配制備非富勒烯聚合物太陽(yáng)能電池（PBDT-DFQX1/O-IDTBR）和全聚合物太陽(yáng)能電池(PBDT-DFQX1/N2200)。發(fā)現(xiàn)熱退火處理工藝可以提高器件活性層的吸光強(qiáng)度與分子規(guī)整性;給

4、/受體間很小的HOMO/LUMO能級(jí)差不影響電池中激子的分離和電荷傳輸行為，而有利于降低器件的開(kāi)壓損失，從而提高電池效率?；赑BDT-DFQX1/O-IDTBR的非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到8.67％，而開(kāi)壓損失只有0.56V;PBDT-DFQX1/N2200全聚合物有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率也達(dá)到6.66％，同時(shí)也保持著0.56V的低開(kāi)壓損失。
　　(4)選擇與PBDT-DFQX1在光譜上具有較好互補(bǔ)性的J52，將J52與PBD