茚加成富勒烯衍生物的合成及其光伏性能研究

【摘要】：太陽能被認(rèn)為是目前解決能源問題最好的途徑，其中聚合物太陽能電池以其獨(dú)特的器件制作方法，極具競爭力的價格優(yōu)勢，清潔安全等優(yōu)點(diǎn)成為近來人們研究的熱點(diǎn)。本文我們主要研究了聚合物太陽能電池中的富勒烯受體材料。 我們通過D-A反應(yīng)合成了一系列茚加成富勒烯衍生物，包括C60與茚的一加成衍生物(IC60MA)，二加成衍生物(IC60BA)。C70與茚的一加成衍生物(IC70MA)，二加成衍生物(IC70BA)，首次合成了三加成衍生物(IC70TA)。用HPLC分離分別得到了IC60BA和IC70BA一種異構(gòu)體純結(jié)構(gòu)，通過制作ITO/PEDOT:PSS/P3HT:IC70BA/Ca/Al結(jié)構(gòu)的器件，研究了IC70BA混合物與異構(gòu)體的光伏性能。 其次，我們將C60，C70換成C84與茚反應(yīng)，首次制備了一加成衍生物(IC84MA)，通過飛行時間質(zhì)譜、1H核磁、紫外可見近紅外吸收光譜和電化學(xué)循環(huán)伏安法對IC84MA進(jìn)行了表征。 另外，我們設(shè)計(jì)了ITO/PEDOT:PSS/P3HT/P3HT:PCBM/Al/Ca結(jié)構(gòu)的器件，研究了不同厚度P3HT層添加對不同厚度活性層器件性能的影響。測試發(fā)現(xiàn)P3HT層的對提高聚合物太陽能電池的短路電流是有利的，但是器件的填充因子有明顯的降低。綜合考慮，混合活性層的厚度在140-160nm時，器件轉(zhuǎn)換效率有提高，活性層厚度在180-200nm時器件轉(zhuǎn)換效率有所降低。 【關(guān)鍵詞】：茚 富勒烯 異構(gòu)體 聚合物太陽能電池
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O613.71;TM914.4
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-27
• 1.1 前言9-10
• 1.2 聚合物太陽能電池簡介10-25
• 1.2.1 聚合物太陽能電池基本原理10-11
• 1.2.2 聚合物太陽能電池基本參數(shù)11-14
• 1.2.3 聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)14-16
• 1.2.4 聚合物太陽能電池給體材料16-19
• 1.2.5 聚合物太陽能電池受體材料19-25
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容 .25-27
• 第2章 IC_(60)BA 與 IC_(70)BA 異構(gòu)體的合成，分離與光伏性能研究27-49
• 2.1 前言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器28
• 2.2.2 測試方法28-30
• 2.2.3 茚加成富勒烯衍生物的合成分離30-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-47
• 2.3.1 茚加成衍生物的 HPLC 分析31-36
• 2.3.2 茚加成衍生物的核磁分析36-40
• 2.3.3 茚加成衍生物的吸收光譜分析40-42
• 2.3.4 茚加成衍生物的電化學(xué)分析42-46
• 2.3.5 IC_(70)BA 及其異構(gòu)體的光伏性能測試46-47
• 2.4 小結(jié)47-49
• 第3章 茚加成 C_(84)衍生物的合成49-57
• 3.1 前言49
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分49-50
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器49-50
• 3.2.2 測試方法50
• 3.2.3 茚加成 C_(84)衍生物的合成50
• 3.3 結(jié)果與討論50-56
• 3.3.1 C_(84)茚加成衍生物的 HPLC 分析50-52
• 3.3.2 C_(84)茚加成衍生物的質(zhì)譜和核磁分析52-54
• 3.3.3 C_(84)茚加成衍生物的吸收光譜分析54-55
• 3.3.4 C_(84)茚加成衍生物的電化學(xué)分析55-56
• 3.4 小結(jié)56-57
• 第4章 P3HT 涂層添加對 PSCs 器件性能的影響57-66
• 4.1 前言57-58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分58-61
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑58
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器58-59
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟59-61
• 4.3 結(jié)果與討論61-65
• 4.3.1 活性層以 800 rpm/min 旋涂時器件的光伏性能分析61-62
• 4.3.2 活性層以 700 rpm/min 旋涂時器件的光伏性能分析62-63
• 4.3.3 活性層以 600 rpm/min 旋涂時器件的光伏性能分析63-64
• 4.3.4 活性層以 500 rpm/min 旋涂時器件的光伏性能分析64-65
• 4.4 小結(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)66-67
• 參考文獻(xiàn)67-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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