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

【摘要】：近年來(lái),金屬聚合物(聚鉑炔)由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與富磷光性質(zhì)吸引了越來(lái)越多的關(guān)注。為了進(jìn)一步了解金屬聚合物在太陽(yáng)能電池材料中的應(yīng)用,論文通過(guò)構(gòu)筑D-A型主鏈的方式降低聚合物的帶隙,利用噻吩單元調(diào)控聚合物的電子性能,采用Sonogashira型聚合方法合成了一系列的主鏈上含有金屬的聚合物太陽(yáng)能電池材料,并研究了這些材料的結(jié)構(gòu),熱穩(wěn)定性,光物理與電化學(xué)性能。具體內(nèi)容如下： 1.設(shè)計(jì),合成與表征了一系列的以花二酰亞胺結(jié)構(gòu)為基的主鏈含金屬Pt共軛聚合物材料(PPBI-yl-Pt, PTIPBI-yl-Pt, PT2PBI-yl-Pt)。這類材料具有良好的熱穩(wěn)定性,光物理性能與有機(jī)溶解性能。光譜吸收與電化學(xué)測(cè)試顯示聚合物具有約1.73-1.42eV和1.82-1.73帶隙。在三種聚合物中的UV-Vis光譜測(cè)試中,加入噻吩單元的聚合物顯示出更寬的光響應(yīng)范圍和吸收光譜的紅移,其中聚合物PTIPBI-yl-Pt顯示出最大的吸收峰紅移值。這類材料可作為一種溶液加工,寬吸收的新型聚合物電子受體材料。 2.設(shè)計(jì),合成與表征了兩類分別以苯并噻二唑和芴酮為核的窄帶隙金屬聚合物。TG, DSC測(cè)試表明這類聚合物具有良好的熱穩(wěn)定性。論文重點(diǎn)研究了引入不同烷基長(zhǎng)度的噻吩環(huán)對(duì)金屬共軛聚合物性能的影響：(1)對(duì)于苯并噻二唑基金屬聚合物,光譜和電化學(xué)測(cè)試表明,側(cè)鏈烷基的引入導(dǎo)致苯并噻二唑基金屬聚合物帶隙HOMO和LUMO能級(jí)下降,烷基的增長(zhǎng)對(duì)聚合物的帶隙影響不明顯。(2)對(duì)于芴酮基金屬聚合物,光譜和電化學(xué)測(cè)試表明,側(cè)鏈烷基的引入使聚合物的HOMO, LUMO能級(jí)下降,同時(shí)帶隙也變窄了。論文的工作證實(shí)了烷基對(duì)聚合物材料的光學(xué),電子性能較明顯的影響。 3.設(shè)計(jì),合成與表征了一種含有苯并噻二唑和環(huán)戊二烯二噻吩單元的新型窄帶隙金屬聚合物電子給體材料。聚合物薄膜的UV-Vis光譜吸收峰為428,653nm,光譜響應(yīng)區(qū)域拓展到800nm,通過(guò)聚合物薄膜的吸收光譜邊帶得出該聚合物具有帶隙約為1.6 eV。這些結(jié)果說(shuō)明這類聚合物材料是一種很好的近紅外吸光材料。 【關(guān)鍵詞】：金屬聚合物 太陽(yáng)能電池 合成與性能
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 文獻(xiàn)綜述8-26
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 聚合物太陽(yáng)能電池原理與結(jié)構(gòu)10-12
• 1.3 能帶工程與策略12-14
• 1.4 聚合物材料14-20
• 1.5 課題設(shè)計(jì)思想與論文結(jié)構(gòu)20-21
• 參考文獻(xiàn)21-26
• 第2章 主鏈上含金屬Pt的新型寬吸收聚合物電子受體的材料的合成與表征26-50
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-39
• 2.2.1 儀器和試劑27-30
• 2.2.2 單體和聚合物的合成30-39
• 2.3 結(jié)果與討論39-47
• 2.3.1 聚合物結(jié)構(gòu)表征39-40
• 2.3.2 聚合物的熱性能40-42
• 2.3.3 聚合物的紫外-可見(jiàn)吸收及光致發(fā)光光譜性能42-45
• 2.3.4 電化學(xué)測(cè)試及分析45-47
• 2.4 本章小節(jié)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-50
• 第3章 主鏈上含苯并噻二唑、芴酮單元的金屬有機(jī)聚合物的合成與表征50-90
• 3.1 引言50-51
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分51-69
• 3.2.1 儀器和試劑51-54
• 3.2.2 單體和聚合物的合成54-69
• 3.3 苯并噻二唑基金屬聚合物的結(jié)果與討論69-79
• 3.3.1 苯并噻二唑基金屬聚合物結(jié)構(gòu)與表征69-71
• 3.3.2 聚合物的熱性能71-73
• 3.3.3 聚合物的紫外-可見(jiàn)吸收及光致發(fā)光光譜性能73-76
• 3.3.4 電化學(xué)測(cè)試及分析76-79
• 3.4 芴酮基金屬聚合物的結(jié)果與討論79-88
• 3.4.1 芴酮基金屬聚合物結(jié)構(gòu)與表征79-80
• 3.4.2 聚合物的熱性能80-82
• 3.4.3 聚合物的紫外-可見(jiàn)吸收及光致發(fā)光光譜性能82-85
• 3.4.4 電化學(xué)測(cè)試及分析85-88
• 3.5 本章小節(jié)88-89
• 參考文獻(xiàn)89-90
• 第4章 主鏈含環(huán)戊二烯二噻吩和苯并噻二唑單元的新型窄帶隙金屬聚合物電子給體材料的合成與表征90-106
• 4.1 引言90-91
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分91-98
• 4.2.1 儀器和試劑91-94
• 4.2.2 單體和聚合物的合成94-98
• 4.3 結(jié)果與討論98-102
• 4.3.1 單體和聚合物結(jié)構(gòu)98-99
• 4.3.2 聚合物的熱性能99
• 4.3.3 聚合物的紫外-可見(jiàn)吸收及光致發(fā)光光譜性能99-102
• 4.4 本章小節(jié)102-103
• 參考文獻(xiàn)103-106
• 總結(jié)與展望106-108
• 致謝108-109
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷109

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