基于二苯并吡喃的高效率太陽(yáng)能電池給體材料的制備

【摘要】：2013年,Yang[1-2]等人將氧原子引入二噻吩并環(huán)戊二烯得到了二噻吩并吡喃(DTP)單體,基于此單體合成了D-A型聚合物,其單層的電池效率達(dá)到了8.0%,雙層電池的效率高達(dá)10%,引入氧原子得到的聚合物有更好的溶解性和可加工性,更窄的帶隙(1.38 e V),能夠吸收近紅外區(qū)更多的光子,從而具有高電子遷移率。二苯并環(huán)戊二烯即芴(FL)具有很好的平面性,也是常見的給電子體,因此引起了科研工作者的注意,把芴應(yīng)用于光伏材料[1-10]。其雙溴的衍生物也可以有效地被轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硼酸化物或者硼酸鹽,這些有機(jī)單體可以用來進(jìn)行Suzuki聚合反應(yīng),所以本章工作我們的聚合方法利用了溫和的Suzuki聚合。二苯并環(huán)戊二烯具有和二噻吩并環(huán)戊二烯相似的結(jié)構(gòu)和相似的性質(zhì),因此我們將氧原子引入二苯并環(huán)戊二烯設(shè)計(jì)了二苯并吡喃的給體單元,并基于此單體設(shè)計(jì)了多種D-A型聚合物太陽(yáng)能電池給體材料,前期研究結(jié)果表明該類材料將具備不錯(cuò)的光電轉(zhuǎn)換效率,單聚合物溶解性有待進(jìn)一步提高[3]。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化,烷基鏈取代、氟原子修飾等方法獲得了一系列的D-A型PDBPTBT聚合物,基于該類材料的太陽(yáng)能電池器件的研究結(jié)果表明,聚合物PDBPTBT-5的光電轉(zhuǎn)換效率最優(yōu),初步結(jié)果可以達(dá)到6.9%左右,具有潛在的應(yīng)用前景。 【作者單位】：河南大學(xué)納米材料工程研究中心
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金委(U1204212,21404031) 河南省有機(jī)功能材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(C20150011) 河南大學(xué)優(yōu)青培育基金(yqpy2014058)
【分類號(hào)】：O626;TM914.4
【正文快照】： Figure.1 Structural design of the PDBPTBT polymers.基于二苯并吡喃的高效率太陽(yáng)能電池給體材料的制備@周圓圓$河南大學(xué)納米材料工程研究中心!河南省開封市金明大道475004 @李淼$河南大學(xué)納米材料工程研究中心!河南省開封市金明大道475004 @郭意靜$河南大學(xué)納米材料工

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