有機太陽能電池活性材料的制備

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,曾占據(jù)人類生活半壁江山的傳統(tǒng)的不可再生能源和資源日漸枯竭,環(huán)境污染日益加重,尤其是20世紀(jì)70年代石油危機后,美日德等發(fā)達(dá)國家將清潔可再生的太陽能搬上了未來能源發(fā)展舞臺的首要地位上。而太陽能電池就是將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置,是新能源開發(fā)最有希望的工程之一。其中基于光伏效應(yīng)的有機太陽能電池的研究是最具發(fā)展前景的一類電池。筆者設(shè)計和制備了幾種富勒烯衍生物作為電池受體材料。首先,基于提高受體材料在常見有機溶劑中溶解度的角度考慮,合成一種對稱的富勒烯(C60)衍生物。利用對甲氧基芐醇和三甲基氯硅烷為原料首先制備了一種硅醚,接著與丙二酸環(huán)亞異丙酯在無溶劑條件下反應(yīng)合成對稱型羧酸雙酯,再與C60進(jìn)行Bingel反應(yīng)合成對稱型富勒烯衍生物,其結(jié)構(gòu)和光電物性已經(jīng)被表征。其次,設(shè)計了一種溶解性能更好的含長碳鏈結(jié)構(gòu)的富勒烯(C60)衍生物。研究中以市面購買的對苯二酚和溴代正辛烷為原料合成中間體對辛烷氧基苯酚,再與丙二酸環(huán)亞異丙酯反應(yīng)合成單酯酸,進(jìn)一步與十二醇酯化合成不對稱羧酸雙酯,然后將其與富勒烯(C60)進(jìn)行Bingel反應(yīng)順利合成了目標(biāo)物,其結(jié)構(gòu)和光電物性也相應(yīng)地進(jìn)行了表征。最后,研究嘗試了一種硅修飾富勒烯(C60)衍生物的合成方法,制備了兩種取代基結(jié)構(gòu)不同的不對稱的富勒烯衍生物。以自制的單酯酸分別與叔丁基二苯基氯硅烷、三異丙基氯硅烷反應(yīng)合成兩種不對稱的雙酯,再分別與富勒烯進(jìn)行Bingel反應(yīng)制備含硅烷基的富勒烯衍生物,其溶解性能優(yōu)良,產(chǎn)率相對有較大提高,結(jié)構(gòu)與光電性質(zhì)也完全被表征。 【關(guān)鍵詞】：有機太陽能電池 富勒烯衍生物 受體材料 溶解性
【學(xué)位授予單位】：沈陽師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 綜述8-20
• 1.1 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2 有機太陽能電池簡介11-16
• 1.2.1 有機太陽能電池的種類11-14
• 1.2.2 有機太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理14-16
• 1.3 有機太陽能電池材料16-19
• 1.3.1 給體材料及其選擇16-18
• 1.3.2 受體材料及其選擇18-19
• 1.4 論文的設(shè)計思想及選題意義19-20
• 第二章 對稱型富勒烯衍生物的制備20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 合成路線20-21
• 2.3 制備過程21-23
• 2.3.1 藥品和儀器21
• 2.3.2 中間體硅醚的制備21-22
• 2.3.3 中間體對稱雙酯的制備22-23
• 2.3.4 目標(biāo)物的制備23
• 2.4 結(jié)果與討論23-26
• 2.4.1 結(jié)構(gòu)表征23-25
• 2.4.2 光電性質(zhì)25-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 第三章 長碳鏈富勒烯衍生物的制備27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 合成路線27-28
• 3.3 制備過程28-31
• 3.3.1 藥品和儀器28
• 3.3.2 中間體對辛烷氧基苯酚的制備28-29
• 3.3.3 中間體單酯酸的制備29-30
• 3.3.4 中間體不對稱羧酸雙酯的制備30
• 3.3.5 目標(biāo)物的制備30-31
• 3.4 結(jié)果與討論31-35
• 3.4.1 結(jié)構(gòu)表征31-33
• 3.4.2 光電性質(zhì)33-35
• 3.5 小結(jié)35-36
• 第四章 兩種硅修飾富勒烯衍生物的制備及表征36-44
• 4.1 引言36
• 4.2 合成路線36-37
• 4.3 制備過程37-40
• 4.3.1 藥品和儀器37
• 4.3.2 中間體三異丙基硅酯的制備37-38
• 4.3.3 三異丙基硅酯修飾C60制備38-39
• 4.3.4 中間體叔丁基二苯基硅酯的制備39
• 4.3.5 叔丁基二苯基硅酯修飾C60制備39-40
• 4.4 結(jié)果與討論40-43
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)表征40-42
• 4.4.2 光電性質(zhì)42-43
• 4.5 小結(jié)43-44
• 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-50
• 致謝50-51
• 作者簡介51

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