基于N-芳基咔唑窄帶隙聚合物的合成與光伏性能

【摘要】：能源危機(jī)日益嚴(yán)峻,太陽能作為可再生的清潔能源是解決這一問題的一個(gè)重要途徑。共軛聚合物光活性材料的體相異質(zhì)結(jié)光伏器件的研究已經(jīng)成為太陽能電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。聚2,7-咔唑材料的衍生物通過與吸電子基團(tuán)共軛鏈接能夠形成一類新型窄帶隙光活性給體材料。本文的工作重點(diǎn)是利用在咔唑的9位鏈接不同取代基,合成一系列具有低HOMO能級的有機(jī)光伏材料,并研究其在太陽能電池中的應(yīng)用。 通過以吸電子的苯并噻二唑?yàn)楹说墓丫坂绶院筒煌〈沁虻腟uzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成了窄帶隙材料(PEtCzTB,PPhCzTB和PTPACzTB)并對其進(jìn)行了系統(tǒng)表征。這三種聚合物有較好的溶解性(在常用有機(jī)溶劑氯仿、四氫呋喃、甲苯等中都易溶)、良好的熱穩(wěn)定性(熱失重5%的溫度都在417 oC以上)、電化學(xué)性質(zhì)(氧化還原可逆性)、較低的HOMO能級值(~5.1 eV)。由這些聚合物作為給體和PC71BM為受體組裝的電池具有較高的開路電壓(0.91-0.95 V)和能量轉(zhuǎn)化效率(PEtCzTB:1.69%,PPhCzTB:2.08%,PTPACzTB:2.42%)。初步研究表明他們是一類潛在的優(yōu)良的太陽能電池材料。 【關(guān)鍵詞】：聚合物太陽能電池 N-芳基咔唑 窄帶隙聚合物
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：O626.2
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-7
• 第一章 緒論7-23
• 1.1 太陽能電池種類7
• 1.2 聚合物太陽能電池的研究進(jìn)展7-23
• 1.2.1 電子給體材料8-21
• 1.2.2 電子受體材料21-23
• 第二章 選題依據(jù)23-28
• 2.1 選題依據(jù)23-25
• 2.2 儀器和試劑25-28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器25-26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑26-28
• 第三章 基于咔唑的窄帶隙聚合物光伏材料的合成及性能28-41
• 3.1 材料合成28-33
• 3.1.1 單體的合成28-31
• 3.1.2 聚合物的合成31-33
• 3.2 聚合物的物性研究33-37
• 3.2.1 聚合物的基本表征33
• 3.2.2 聚合物的熱學(xué)性質(zhì)33-34
• 3.2.3 聚合物的光學(xué)性質(zhì)分析34-36
• 3.2.4 聚合物的電化學(xué)分析36-37
• 3.3 聚合物太陽能電池器件性能37-41
• 結(jié)論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-46
• 附錄46-53
• 致謝53-54
• 在學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況54

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