含苯并二噻吩及噻吩衍生物的共軛聚合物的合成及光伏性能研究.pdf

1、聚合物太陽能電池(PSCs)具有造價低廉、質(zhì)量輕便、可制備柔性大面積器件等優(yōu)點而倍受關(guān)注。迄今為止,本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)是PSCs中最成功的器件結(jié)構(gòu)。盡管大量新型光伏材料的開發(fā)使得PSCs的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)逐步提高,但要實現(xiàn)PSCs的實際使用仍有大量工作要做。對聚合物給體材料來說,限制其光伏性能的因素包括吸收光譜窄、摩爾吸光系數(shù)低、分子能級不匹配及載荷子遷移率低等。本論文主要設(shè)計并合成了兩個基于苯并二噻吩(BDT)的共軛聚合物系列

2、,通過在聚合物的側(cè)鏈引入吸電子結(jié)構(gòu)單元,形成主鏈為給電子結(jié)構(gòu)單元,側(cè)鏈為吸電子結(jié)構(gòu)單元的新型D-A共軛聚合物。采用了1H-NMR、13H-NMR、FT-IR、MALDI-TOF MS對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并采用Uv-Vis吸收光譜、循環(huán)伏安、電流-電壓曲線測試了聚合物的光物理、電化學(xué)和光伏性能。具體如下:
　　1.設(shè)計并合成了六種基于苯并二噻吩(BDT)和分別帶有吸電子基噁二唑(OXD)、酯基和烷基側(cè)鏈的噻吩衍生物的交替共軛聚合物(

3、PL1-PL6)。實驗結(jié)果表明,與共聚合物主鏈具有共軛作用的吸電子OXD和甲酸酯基側(cè)鏈可有效地拓寬聚合物的吸收光譜,并降低聚合物的能隙,從而提高聚合物的光伏性能。以六種共聚物作為給體,PC61BM作為受體,制備了聚合物本體異質(zhì)結(jié)器件(重量比1:2)。在AM1.5G太陽光條件下(100mW/cm2),基于PL3和PL5的太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率分別為1.98％和2.06%。
　　2.設(shè)計并合成新型共軛聚合物P1-P4,偶聯(lián)BDT