以苯并噻二唑?yàn)闃蜴湹墓曹椌酆衔锖陀袡C(jī)小分子的合成及其光伏性能研究.pdf

1、眾所周知，地球上的能源危機(jī)日益嚴(yán)重，而太陽能以其無窮無盡以及無污染等特點(diǎn)成為取代其它傳統(tǒng)能源的首要選擇，太陽能電池也因此成為世界各地專家學(xué)者研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。本論文對(duì)于聚合物太陽能電池材料、小分子本體異質(zhì)結(jié)和染料敏化太陽能電池材料以及電池器件的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。為了拓寬太陽能電池材料的吸收光譜、提高其開路電壓和材料的穩(wěn)定性，從而研究并開發(fā)出更好的有機(jī)太陽能電池材料，提高其能量轉(zhuǎn)換效率，我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一類新型的以苯并噻二唑?yàn)闃虻娜S共

2、軛聚合物材料，與此同時(shí)，我們還合成了兩種給體-π-受體(D-π-A)型有機(jī)小分子分別用于本體異質(zhì)結(jié)和染料敏化太陽能電池。對(duì)于所合成的化合物，我們通過飛行時(shí)間質(zhì)譜、核磁共振以及紅外光譜等方法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并且利用了循環(huán)伏安法、熒光光譜、紫外可見光譜和J-V性能測試，研究了目標(biāo)產(chǎn)物的電化學(xué)性質(zhì)、光物理性質(zhì)以及光伏性能。得到的研究內(nèi)容如下：
　　1:設(shè)計(jì)并合成了兩種以苯并噻二唑?yàn)闃蜴湹男滦腿S共軛聚合物PH-1和PH-2。研究了不同

3、電子給體單元對(duì)聚合物的熱性能、電化學(xué)、光物理和光伏性能的影響。所得到的研究結(jié)果可以表明，不同的電子給體單元其給電子能力越強(qiáng)，聚合物的HOMO能級(jí)越低，其光伏性能也有所提高?；?PH-2的三維共軛共聚物/PC61BM本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率為2.06％。
　　2:通過一系列的有機(jī)反應(yīng)，如Vilsmeier-Haack反應(yīng)、Wittig-Horner反應(yīng)、Stille偶聯(lián)和Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，合成了兩種新型的三苯胺類

4、衍生物TPA-DTBT和DH-2，并且通過飛行時(shí)間質(zhì)譜、紅外光譜和核磁共振譜對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。同樣是以苯并噻二唑?yàn)闃蜴湹膬蓚€(gè)有機(jī)小分子分別用于本體異質(zhì)結(jié)和染料敏化太陽能電池器件，在模擬太陽光條件下，基于 TPA-DTBT的小分子本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了2.79%（Voc=0.85 V，Jsc=9.46mA/cm2，F(xiàn)F=0.347）；以DH-2為敏化劑的染料敏化太陽能電池，在模擬太陽光條件下，其能量轉(zhuǎn)換效率為1