含喹啉、咔唑衍生物有機(jī)光伏材料的設(shè)計(jì)合成與性能研究.pdf

1、有機(jī)太陽(yáng)能電池(OPVs)，相比于傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池，其生產(chǎn)成本低，易于制備，性能良好和于環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)使其能得到了廣泛的關(guān)注。染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)和聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)被認(rèn)為是 OPVs中最有發(fā)展前景的電池。為了進(jìn)一步提高電池的性能，獲得較高的光電轉(zhuǎn)化效率，研究者們需要合成新型染料和聚合物，并深入地了解其結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系。
　　最近，以喹啉及其衍生物，咔唑及其衍生物和卟啉的聚合物和小分子逐漸受到重視。喹啉擁

2、有兩個(gè)對(duì)稱的不飽和氮原子，電子吸收能力強(qiáng)，常被用作電子受體材料。咔唑上共軛體系大且傳輸載流子能力強(qiáng)，光學(xué)性能優(yōu)異，非常適合作為空穴傳輸材料。卟啉擁有很大的共軛平面結(jié)構(gòu)，適合傳輸電子。本文設(shè)計(jì)合成這三種基團(tuán)為基的新型染料和聚合物并將其應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池，具體開展了如下幾個(gè)方面的工作：
　　1，設(shè)計(jì)合成了兩個(gè)以卟啉為基的聚合物(P1和 P2)并對(duì)其進(jìn)行了各種性能的測(cè)試。這兩個(gè)聚合物表現(xiàn)出良好的溶解性和優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性(熱失重5％時(shí)溫度

3、都在400℃以上)。苝基團(tuán)的加入使聚合物的吸收光譜拓寬到800 nm。P1和P2的光學(xué)帶隙分別為1.92 eV和1.56 eV.
　　2，設(shè)計(jì)合成與表征了一系列以喹啉衍生物的染料小分子(D1-D3)。通過在噻吩基團(tuán)上引入原子橋來(lái)使分子不易發(fā)生扭轉(zhuǎn)。這些染料分子都有相對(duì)不錯(cuò)的溶解性，在400-700 nm之間都有較強(qiáng)的光譜吸收。
　　3，設(shè)計(jì)合成了四個(gè)以咔唑衍生物為基的染料小分子(D4-D7)。通過苯基團(tuán)和噻吩基團(tuán)相互替換來(lái)研