苯并唑類聚合物光伏材料的設(shè)計合成與性能研究.pdf

1、本文以拓寬聚合物的吸收光譜、改善其溶解性能和提高載流子遷移率為目的,設(shè)計與合成了三個系列的新型苯并唑類共軛聚合物。再分別以它們?yōu)榛钚詫硬牧?制備了本體異質(zhì)結(jié)光伏器件,討論了光活性材料、形貌等與光伏器件性能的關(guān)系。具體內(nèi)容包括:
　　 (1)在苯并噻二唑的5,6位引入辛氧基,在其4,7位引入不同個數(shù)的噻吩單元(0,1,2),得到相應的單體M1,M2,M3。再將它們與苯并二噻吩二錫通過Stille偶聯(lián)得到三種新型窄帶隙共軛聚合物(P

2、1,P2,P3)。鑒于這三種聚合物材料較寬的吸收光譜(300～820 nm),我們制備了基于P1,P2,P3為給體材料和PCBM為受體材料的本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池。初步的器件結(jié)果顯示P3的能量轉(zhuǎn)換效率高達4.02％,是一種很有商業(yè)前景的光伏材料。
　　 (2)以5,6-辛氧基-二噻吩苯并噻二唑(DODTBT)為受體單元,芴或2,7-咔唑為給體單元,通過Suzuki偶聯(lián)反應得到兩種新的聚合物-P4和P5,再加上前一章的P3,考察不同

3、給體單元對此類聚合物材料光伏性能的影響。
　　 (3)首次將含烷氧鏈的苯并嗯二唑單元引入聚合物光伏材料中,合成了四種新型窄帶隙聚合物(PBDT-BX,PBDT-DTBX,PC-DTBX和PF-DTBX),并對其進行了詳細表征。研究發(fā)現(xiàn),它們具有良好的溶解性能、較好的熱穩(wěn)定性和較窄的帶隙,且它們的光電性能由于其給體單元不同而各有差異。在AM1.5 G,80 mW/cm2光照下,器件結(jié)構(gòu)ITO/PEDOT:PSS/polymer:P