基于吲哚與苯并噻二唑的太陽能電池材料的設(shè)計合成與性能研究

【摘要】：有機太陽能電池因具有工藝簡單、成本較低、質(zhì)量較輕、加工性能較好等符合能源利用發(fā)展趨勢的優(yōu)點而成為當(dāng)前能源利用研究領(lǐng)域的一大熱點。本論文主要介紹了染料敏化太陽能電池和有機聚合物太陽能電池的研究現(xiàn)狀,并對兩種有機太陽能電池發(fā)展進行了展望。論文設(shè)計并合成了11種D-A型共軛聚合物太陽能電池材料和4種D-π-A型有機染料敏化劑,并對它們進行了相關(guān)表征,比較各個敏化劑、聚合物之間光電性質(zhì)的差異,得出結(jié)論。(1)采用雙溴吲哚與雙溴苯并噻二唑按不同比例(分別為5:1、3:1、1:1、1:3、1:5)和一種雙錫單體通過Stille偶聯(lián)共聚反應(yīng),得到5種聚合物,并對其進行核磁共振、紫外可見吸收、熒光光譜、電化學(xué)、熱重分析等表征。經(jīng)表征測試發(fā)現(xiàn)該5種聚合物熱穩(wěn)定性良好,并發(fā)現(xiàn)隨著苯并二噻吩的比例增加,聚合物的吸收光譜有紅移趨勢。(2)設(shè)計合成了雙溴苯并噻二唑單體與三種雙錫單體,并成功通過Stille反應(yīng)聚合成了苯并二噻吩搭配不同給體單元的聚合物。同時在苯并二噻吩單元引入F原子取代基團,與上述三種雙錫單體聚合,總共反應(yīng)生成6種聚合物,從而比較F原子取代基團對聚合物光電性質(zhì)的影響。測試表征發(fā)現(xiàn)F原子的引入有利于聚合物在可見光區(qū)域的吸收紅移并能有效降低聚合物的史托克斯位移。(3)設(shè)計合成了4種以吲哚為染料敏化劑的電子給體,引入不同π橋基團(噻吩、2-噻吩乙腈),受體基團(氰乙酸、繞丹寧-3-乙酸)以及不同長度的烷基側(cè)鏈(十二烷基、辛基)。所合成的四種敏化劑紫外可見吸收光譜均位于300-500 nm之間,滿足染料敏化劑作為太陽能電池捕捉太陽有效光的基本條件,均有熒光效應(yīng),循環(huán)伏安測試表明其均有氧化還原特性。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 有機敏化劑 共軛聚合物 吲哚 苯并噻二唑
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-26
• 1.1 引言8
• 1.2 太陽能電池概述8-9
• 1.3 染料敏化太陽能電池(DSCs)9-15
• 1.3.1 染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)9-10
• 1.3.2 染料敏化太陽能電池工作原理10-11
• 1.3.3 染料敏化太陽能電池敏化劑的種類11-15
• 1.4 聚合物太陽能電池15-24
• 1.4.1 聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)15-17
• 1.4.2 聚合物太陽能電池的原理17-19
• 1.4.3 聚合物太陽能電池給體材料的研究進展19-24
• 1.5 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點24-26
• 1.5.1 研究內(nèi)容24-25
• 1.5.2 創(chuàng)新點25-26
• 第二章 含吲哚共聚物的合成與表征26-39
• 2.1 引言26
• 2.2 實驗部分26-32
• 2.2.1 試劑及測試26
• 2.2.2 單體和聚合物的合成26-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-38
• 2.3.1 聚合物的分子量32-33
• 2.3.2 熱穩(wěn)定性33-34
• 2.3.3 紫外-可見吸收光譜34-35
• 2.3.4 熒光光譜35-37
• 2.3.5 聚合物的電化學(xué)分析37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 含苯并噻二唑共聚物的合成與表征39-56
• 3.1 引言39
• 3.2 實驗部分39-49
• 3.2.1 試劑及測試39
• 3.2.2 單體和聚合物的合成39-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-55
• 3.3.1 聚合物的分子量49-50
• 3.3.2 熱穩(wěn)定性50-51
• 3.3.3 紫外-可見吸收光譜51-52
• 3.3.4 熒光光譜52-54
• 3.3.5 聚合物的電化學(xué)分析54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 含吲哚染料敏化劑的合成及表征56-73
• 4.1 引言56
• 4.2 染料的理論能級測算56-59
• 4.3 實驗部分59-67
• 4.3.1 試劑及測試59
• 4.3.2 染料的合成59-67
• 4.4 結(jié)果與討論67-72
• 4.4.1 染料的紫外-可見吸收光譜67-70
• 4.4.2 染料的熒光光譜70-71
• 4.4.3 染料的電化學(xué)分析71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻75-80
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文80-81
• 致謝81-82
• 附錄一 單體、聚合物和部分中間體的核磁圖82-109
• 附錄二 實驗所用試劑及儀器109-112

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

染料敏化太陽電池電解質(zhì)    郭磊;潘旭;戴松元;

染料敏化太陽能電池中的敏化劑    梁茂,陶占良,陳軍

非金屬純有機染料的設(shè)計規(guī)律和展望    楊秀云;周杰;王宇鵬;高秀霞;

染料敏化太陽能電池天然敏化劑的研究進展    楊桂軍;林紅;王剛;張永昌;劉憶翥;陳慧媛;南輝;

釕配合物在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    許娟;李紅;

有機染料敏化太陽電池研究進展    武全萍;梁茂;薛松;

天然染料敏化太陽能電池的研究進展    眭燦明;奚紅霞;李輝;李忠;夏啟斌;

天然染料作為Zn_2TiO_4太陽能電池敏化劑的研究    何祖明;夏詠梅;王青;張曉楠;

太陽能電池材料的研究進展    彭艷紅;韓雪峰;溫和瑞;

四羧基金屬酞菁的合成及在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    桃李;史成武;劉清安;夏梅;張志海;

天然色素染料敏化太陽能電池的制備    諾桑;措加旺姆;次仁;羅布;卓嘎;次仁央金;Ladislav Kocbach;Jakob Stamnes;

有機染料及其在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用    武國華;孔凡太;翁堅;戴松元;奚小網(wǎng);張昌能;

聚偏氟乙烯基微孔—凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及其在DSSC中的應(yīng)用研究    楊艷

煤的芳香性及氫鍵對鈣基阻化劑抑制煤自燃作用的理論研究    郝朝瑜

帶有側(cè)鏈鑲嵌基團的有機近紅外光敏染料用于染料敏化太陽能電池的研究    郝艷

四氫喹啉類光敏染料用于染料敏化太陽能電池的研究    陳瑞奎

有機鋅試劑新型反應(yīng)的研究有機染料分子的設(shè)計與合成    劉永康

染料敏化太陽能電池中PEG基體聚合物電解質(zhì)和低鉑負載量對電極研究    李品將

染料敏化太陽能電池新型TiO_2薄膜電極的制備及性能    李勝軍

芳胺類光敏染料用于染料敏化太陽能電池的研究    田海寧

原位生長摻雜TiO_2薄膜電極及其光電轉(zhuǎn)換性能研究    王松

三苯胺類光敏染料用于染料敏化太陽能電池的研究    裴娟

含三苯胺、噁二唑聚噻吩衍生物和雙給體有機染料的合成及光伏性能研究    陳華杰

咔唑類染料敏化太陽能電池制備研究    王忠原

三苯胺類染料分子的設(shè)計合成及其光伏性能研究    張璐

具有織構(gòu)緩沖層的二氧化鈦納米棒陣列的染料敏化太陽電池研究    黨威武

基于DSSC光陽極二氧化鈦的制備、改性及光電性能研究    胡希

雙D-π-A型光敏染料的合成及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用    彭錦安

三聚茚基光敏染料的合成及其光伏性能研究    路萌

含梯度供電基的染料合成及其光伏性能研究    徐英軍

染料敏化太陽能電池新型聯(lián)吡啶釕染料的合成與應(yīng)用    江艷萍

TiO2納米結(jié)構(gòu)染料敏化太陽能電池三區(qū)模型仿真    王甲子

太陽能電池材料取得新進展    

《太陽能電池材料》課程內(nèi)容教學(xué)改革研究探討    曾玉;

新加坡開發(fā)出新型太陽能電池材料    

新加坡開發(fā)出新型太陽能電池材料    

太陽能電池材料的研究進展    彭艷紅;韓雪峰;溫和瑞;

聚合物在太陽能電池材料中的應(yīng)用    楊英歌;周海;王爽;夏謹(jǐn);盧一民;

美發(fā)現(xiàn)高效太陽能電池材料的雙層結(jié)構(gòu)    

太陽能電池材料的制備與器件調(diào)研    張翔;

新加坡開發(fā)出新型太陽能電池材料    

新加坡開發(fā)出新型太陽能電池材料    

新型太陽能電池材料生長過程的熱動力學(xué)研究    沈劍韻;W．K．Kim;儲茂友;黃松濤;T．J．Anderson;

咔唑基高分子太陽能電池材料    王利祥;

含蒽結(jié)構(gòu)聚合物太陽能電池材料的合成與表征    龔雪;李翠紅;盧珍;康沖;梅強;方濤;薄志山;

新型聚合物基太陽能電池材料的合成    楊云仙;楊繼萍;

有機/TiO_2互穿結(jié)構(gòu)的太陽能電池材料的合成與性能研究    趙陽;張明;馬於光;

CZTS太陽能電池材料的合成    代鵬程;占金華;

有機/TiO_2互穿結(jié)構(gòu)的太陽能電池材料的合成與性能研究    趙陽;張明;馬於光;

塑料:太陽能電池材料未來寵兒    陶炎 疏朝龍

新加坡開發(fā)出新型太陽能電池材料    記者 常麗君

太陽能電池材料受益光伏業(yè)大發(fā)展    本報記者 王穎春

“新材料之都”異軍突起    連開軒

太陽能電池材料新技術(shù)的應(yīng)用    

以結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化    張齊

低能帶隙、低HOMO能級的給/受體聚合物太陽能電池材料的設(shè)計、合成及光伏性能    張國兵

苯并稠雜環(huán)類聚合物太陽能電池材料的性能研究    劉波

聚合物太陽能電池材料的設(shè)計合成與性能研究    徐軍

聚合物太陽能電池材料的設(shè)計合成與性能研究    劉香菊

新型苯并二噻吩二酮類與萘二酰亞胺類聚合物太陽能電池材料的合成與性能    徐秋舒

兩種太陽能電池材料分子的電荷轉(zhuǎn)移研究    韓岳洢

基于吲哚與苯并噻二唑的太陽能電池材料的設(shè)計合成與性能研究    李星

熒光探針聚合物微凝膠及聚合物太陽能電池材料    辛淵蓉

兩類新型太陽能電池材料的理論研究    楊曉珂

主鏈上含Pt（Ⅱ）的聚合物太陽能電池材料的設(shè)計，合成與性能研究    周炫

HIT太陽能電池材料的制備與性能研究    史少飛

新型太陽能電池材料SnS薄膜的制備及結(jié)構(gòu)分析    胡永紅