Z字梯型稠環(huán)聚合物太陽(yáng)能電池材料的合成及其光伏性能研究.pdf

1、本文介紹了聚合物太陽(yáng)能電池的研究現(xiàn)狀。聚合物給體材料是影響聚合物太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。為了得到窄帶隙、寬吸收的高性能聚合物，設(shè)計(jì)合成了萘并二噻吩二酮這種含內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的z字梯型稠環(huán)受體單元，并得到了兩種共聚物。以合成的兩種聚合物作為給體材料制備本體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池，并研究了聚合物的光伏性能等，以及通過(guò)量化計(jì)算MOPAC2012軟件提供的PM7方法對(duì)兩種聚合物的合成過(guò)程進(jìn)行了反應(yīng)機(jī)理的熱力學(xué)研究，最終得到了與實(shí)驗(yàn)相一致

2、的結(jié)果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴合成新型稠環(huán)受體單元萘并二噻吩二酮(zTX)，并分別和優(yōu)良的給體單元噻吩和硒吩合成兩種共聚物PThzTX和PSezTX，這兩種聚合物都具有良好的熱穩(wěn)定性和較窄的光學(xué)帶隙，PThzTX和PSezTX的光學(xué)帶隙分別為2.05 eV和1.97 eV，同時(shí)吸收峰從溶液到膜并沒(méi)有明顯的紅移，分別為4 nm和8 nm。PThzTX和PSezTX都具有較低的HOMO能級(jí)，分別為-5.64eV和-5.65eV，

3、接近于理想的HOMO能級(jí)。較低的HOMO能級(jí)會(huì)使聚合物具有較高的Voc?；诰酆衔颬ThzTX和PSezTX與PC71BM的太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到0.98％和2.36%。⑵通過(guò)MOPAC2012中的程序PM7半經(jīng)驗(yàn)量子化學(xué)方法,計(jì)算出兩種聚合物(PThzTX和PSezTX)反應(yīng)過(guò)程中間體的相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)及前線軌道能量值。通過(guò)分子熱力學(xué)參數(shù)?Hr和Gr以及前線軌道EHOMO和ELUMO的量子化學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，溴化反應(yīng)(即d步的反應(yīng))最