稠環(huán)小分子受體與聚合物的設(shè)計(jì)合成及光伏性能.pdf

1、近年來，體異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)開始受到越來越多的科學(xué)家們的關(guān)注，主要優(yōu)勢(shì)在于，其可以通過溶液加工達(dá)到綠色環(huán)保的將光能轉(zhuǎn)化為電能，成本較低，其中代表性是有機(jī)太陽(yáng)能電池(OSCs)。有機(jī)太陽(yáng)電池的器件結(jié)構(gòu)主要是三層，也就是大家常說的三明治結(jié)構(gòu)。最下層是電極，一般是透明的導(dǎo)電玻璃，中間一層是由有機(jī)材料組合的活性層薄膜，最上層也是電極，但是一般是金屬。在這三層中最重要的是中間的有機(jī)活性層，主要是由給體材料與受體材料組成。給體材料一般是溶解性較好的共軛

2、聚合物，由電子給體單元(D)和電子受體單元(A)組成，一般分子量較大，受體材料傳統(tǒng)的有富勒烯、目前非富勒烯受體也很受歡迎;透明電極目前最常用是涂有導(dǎo)電材料的柔性基底或非柔性的氧化煙錫(ITO)導(dǎo)電玻璃;金屬電極通常是銀、金和鋁等。在體異質(zhì)結(jié)的電池研究中基于富勒烯的研究已經(jīng)非常成熟，目前PCE大部分都已經(jīng)超過10％。富勒烯主要是PCBM體系，但是一般是球狀，成環(huán)比較大，導(dǎo)致溶解性較差。對(duì)太陽(yáng)光的吸收也較窄。在某些給體材料上限制了電流的提高

3、。最近兩年科學(xué)家們開始轉(zhuǎn)向非富勒烯的探索與研究。而非富勒烯受體比富勒烯具有合成簡(jiǎn)單、溶解性好、帶隙易調(diào)節(jié)、吸光較廣泛等特點(diǎn)深受研究者的喜愛。
　　本論文主要涉及兩方面的研究:
　　1、設(shè)計(jì)新型稠環(huán)受體材料（碳氧鍵）制備電池，測(cè)試其光伏性能
　　以六環(huán)單元COi6為核心，在末端加上不同的端基氟原子結(jié)構(gòu)，得到A-D-A非富勒烯受體COi6IC、COi6FIC和COi6DFIC。將其與FTAZ制備電池器件，經(jīng)過優(yōu)化后FTAZ

4、∶COi6IC、FTAZ∶COi6FIC和FTAZ∶COi6DFIC的能量轉(zhuǎn)換效率為8.25％、9.12％和8.34％，研究表明氟原子的加入由于化學(xué)鍵的影響，可以調(diào)節(jié)分子能級(jí)，使給受體能級(jí)更加匹配;也可以拓寬吸收，增加電流。進(jìn)而提高PCE。
　　2、設(shè)計(jì)新的給體材料由五環(huán)酰亞胺延伸到十環(huán)，探索其分子結(jié)構(gòu)的器件性能
　　主要設(shè)計(jì)合成了一種基于吖庚因二酮的稠環(huán)受體單元，5-(2-octyldodecyl)-4h-thieno[2