側(cè)鏈含窄帶隙單元的聚芴共軛聚合物的合成及光電性能研究.pdf

1、隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題越來越引起人們的重視。礦物燃料枯竭引起的能源危機(jī)，燃燒礦物燃料引起的溫室效應(yīng)使得人類的生存環(huán)境面臨重大挑戰(zhàn)。人們紛紛將目光投向了太陽能這一清潔能源上。太陽能所具有的分布廣闊、獲取方便、對(duì)人無害不污染環(huán)境、取之不盡用之不竭的優(yōu)點(diǎn)受到眾多科學(xué)家的青睞。
　　 無機(jī)材料的太陽能電池雖早已商品化，然而由于其制造成本高，以及無機(jī)材料不可降解和不宜柔軟加工等問題，人們開始了有機(jī)太陽能電池的研究。有機(jī)太陽能

2、材料加工方便，成本低，可以通過分子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多功能化，同時(shí)可制備具有彎曲和大面積器件的優(yōu)點(diǎn)，自其出現(xiàn)就受到了人們的青睞。各國化學(xué)家、物理學(xué)家和材料學(xué)家從材料的選擇和器件的優(yōu)化對(duì)有機(jī)太陽能電池做了深入的研究，并取得可喜成果。但目前有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率還是比較低，多數(shù)聚合物由于其寬的能隙使其吸收與太陽光譜不匹配，加上低的載流子遷移率限制了其在太陽電池上的應(yīng)用。只有得到更高效率、性能穩(wěn)定的太陽能電池，才能實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化。
　　 由

3、于聚芴（PF）及其衍生物具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，高的熒光量子效率，其光電性能的研究也從發(fā)光材料拓展到了太陽能電池材料。但聚芴和太陽光譜不能很好的匹配，使得它在太陽能電池材料的應(yīng)用上受到限制。
　　 本文研究重點(diǎn)是采用鈀催化的Suzuki偶合反應(yīng)，在芴的側(cè)鏈引入噻吩-苯并噻二唑-三苯胺等低帶隙單元，合成了一系列新型聚芴共軛聚合物。
　　 所得共聚物能溶于常用的有機(jī)溶劑，如氯仿、甲苯、四氫呋喃等。通過元素分析結(jié)果估算

4、的共聚物分子鏈中單體摩爾比與實(shí)際投料比基本一致。我們研究了共聚物的電化學(xué)性質(zhì)和光電特性。聚合物薄膜的紫外-可見吸收光譜顯示了三個(gè)吸收峰，其中最大吸收波長(zhǎng)達(dá)到551nm，聚合物的最大熒光發(fā)射峰達(dá)到651nm。聚合物具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。所合成的聚合物MR15-DBT35與PCBM以1:4的比例摻混，制備成ITO/PEODT/MR15-DBT35：PCBM/A1結(jié)構(gòu)的光伏器件，當(dāng)開路電壓（Voc）為0.75V時(shí)，最大能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到0.92％