新型低能帶隙共軛高分子光伏材料的設(shè)計、合成與表征

【摘要】： 本論文以3,4-乙撐二氧噻吩(EDOT)作為電子給體單元,3, 4-二(4'-十二烷基苯基)-2, 5-二(4'-溴苯基)環(huán)戊二烯酮作為電子受體單元,利用Stille偶聯(lián)的方法成功制備得到目標(biāo)交替共聚物二(4'-十二烷基苯基)-二苯基環(huán)戊二烯酮-3,4-乙撐二氧噻吩(DPPD)。利用核磁、GPC分析對共聚物DPPD的結(jié)構(gòu)和分子量進行表征,證明了共聚物DPPD的結(jié)構(gòu),共聚物DPPD的數(shù)均分子量比已報道的相似聚合物的高。對共聚物DPPD的熱性能、光學(xué)性能和電化學(xué)性能進行表征,其熱分解溫度為376.6℃,表明材料具有良好的熱穩(wěn)定性;聚合物的溶液紫外-可見吸收光譜顯示其在500 nm到750 nm之間有較大的吸收,根據(jù)固態(tài)紫外-可見吸收光譜曲線進一步計算得到聚合物的光學(xué)能帶隙為1.55 eV;根據(jù)循環(huán)伏安曲線和公式,計算得到聚合物的電子親和勢EA(即LUMO能級)為3.59 eV,而電離勢IP(即HOMO能級)為5.14 eV。以共聚物DPPD和富勒烯C60衍生物[6. 6]-苯基-C61丁酸甲酯(PC60BM)制備的本體異質(zhì)結(jié)器件開路電壓為0.63 V,短路電流為0.45 mA/cm2,填充因子為0.28,能量轉(zhuǎn)換效率為0.08%。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 低能帶隙 交替共軛聚合物 環(huán)戊二烯酮 本體異質(zhì)結(jié)器件
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：O631
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第一章 緒論8-28
• 1.1 太陽能電池的發(fā)展及分類8-9
• 1.2 有機太陽能電池的發(fā)展及分類9-11
• 1.3 聚合物有機太陽能電池的研究歷史11-14
• 1.4 有機太陽能電池器件14-20
• 1.4.1 有機太陽能電池器件結(jié)構(gòu)14-19
• 1.4.1.1 單層Schottky 器件14-15
• 1.4.1.2 雙層異質(zhì)結(jié)器件15-16
• 1.4.1.3 本體異質(zhì)結(jié)器件16-17
• 1.4.1.4 分子D-A 結(jié)器件17-18
• 1.4.1.5 級聯(lián)結(jié)構(gòu)器件18-19
• 1.4.2 有機太陽能電池的制備工藝19-20
• 1.5 光伏活性材料--低能帶隙聚合物20-27
• 1.5.1 聚對苯乙烯撐類（PPVs）20-21
• 1.5.2 聚噻吩類（PThs）21-24
• 1.5.2.1 聚噻吩及取代聚噻吩22
• 1.5.2.2 聚噻吩及其取代物的合成22-24
• 1.5.3 聚芴類24-25
• 1.5.3.1 基于芴類的共聚物24-25
• 1.5.4 其他類型的低能帶隙交替共聚物25-27
• 1.5.4.1 基于聯(lián)噻吩結(jié)構(gòu)的交替共聚物25-26
• 1.5.4.2 基于稠環(huán)芳香化合物的交替共聚物26-27
• 1.6 本論文的主要工作和創(chuàng)新27-28
• 第二章 3,4-乙撐二氧噻吩(EDOT)和環(huán)戊二烯酮類分子的交替共聚物的合成及其光學(xué)、電化學(xué)性能表征28-53
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實驗部分29-40
• 2.2.1 主要化學(xué)試劑及處理方法29-30
• 2.2.2 表征設(shè)備30-31
• 2.2.3 目標(biāo)化合物的合成31-40
• 2.3 結(jié)果與討論40-51
• 2.3.1 合成與表征40-44
• 2.3.1.1 共聚物DPPD 的合成40-42
• 2.3.1.2 共聚物DTPD 的合成42-43
• 2.3.1.3 共聚物DPPD 的結(jié)構(gòu)表征43-44
• 2.3.2 分子量表征44-45
• 2.3.3 熱性能45-46
• 2.3.4 光學(xué)性能46-48
• 2.3.5 電化學(xué)性能48-50
• 2.3.6 器件性能50-51
• 2.4 結(jié)論51-53
• 第三章 全文總結(jié)53-54
• 參考文獻54-61
• 附錄61-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間主要的科研成果64-66

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