基于联芴烯有机小分子光伏材料的合成及其性能研究
发布时间：2022-02-10 15:21
将太阳能转化为电能的有机太阳能电池具有柔性、轻质、可采用溶液印刷方法制备大面积电池板等优势,成为各国科学家研究的重点。目前非富勒烯受体材料的合成工艺复杂,材料的价格高,不适用于大面积商业化应用。本文结合各种活性层材料的优缺点,主要目的是开发高效、廉价的非富勒烯有机小分子受体材料。具体分为以下三个部分:（1）本文以丙二腈和1,3-茚滿二酮为拉电子的末端基团,以9,9’-联芴烯（9,9’BF）为核心单元,设计合成了新的非富勒烯受体材料TBF-DCN-C8和TBF-DIN-C8。TBF-DCN-C8和TBF-DIN-C8的薄膜吸收光谱主要在350-500 nm之间,光学带隙分别为2.22 eV和2.28 eV,属于宽带隙材料;TBF-DCN-C8和TBF-DIN-C8的HOMO能级分别为-5.90 eV和-5.95 eV,LUMO能级分别为-3.68 eV和-3.67 eV;以聚合物P3HT为给体材料,TBF-DCN-C8和TBF-DIN-C8为受体材料采用倒置器件结构（ITO/ZnO/active layer/MoO3/Ag）制备器件,P3HT/TBF-DCN-C8器...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机太阳能电池应用实例（图片来自httpscn.bing.com）
谱宽、光热稳定性高等优点。但非富勒烯受体材料的合成工艺复杂，材料的价适用于大规模商业化应用。器件制备技术优化主要包括器件结构、活性层相分电子/空穴界面层等的优化。本文结合各种活性层材料的优缺点，主要开发高效非富勒烯有机小分子受体材料。机太阳能电池简介58 年 Kearns 首次提出肖特基结(图 1.2 a )的有机太阳能电池的概念，该电池将机半导体材料作为活性层，夹在有功函差的两个电极之间，其器件的开路电压(V.2 V，由于其活性层产生的电子-空穴对具有较强的库伦束缚力(单线态激子)，效率极低，导致电池的光电转化效率(PCE)小于 0.1％[10]。虽然其揭开了有机太的序幕，但由于其极低的 PCE，并未引起人们的广泛关注。86 年美国柯达公司 C.W.Tang 博士报道了以酞菁铜(CuPc)为给体材料、四羧基物(PV)为受体材料，采用双层异质结结构 (图 1.2 b) 构筑器件，大大提高了激效率，其光电转化效率接近 1％，这对有机太阳能电池领域的发展具有里程碑，激发了世界各国科学家对该领域的研究兴趣。
兰州交通大学硕士学位论文kus Koppe[19]首次引入三元有机太阳能电池的概念，其在PCPDTBT，可以有效地拓宽活性层的光谱吸收范围，进大学的占肖卫课题组报道合成了非富勒烯受体材料 ITIC[体材料上所受到的种种局限，自此非富勒烯受体材料开18 年，经过三年的实验及改进过程，基于非富勒烯受体]，大大超越富勒烯体系。电池的工作原理池的光电转化过程（图 1.7）主要包括：（1）活性层吸散到给体/受体（D/A）界面；（3）激子在 D/A 界面解离
【参考文献】：
期刊论文
[1]Achieving over 16% efficiency for single-junction organic solar cells[J]. Baobing Fan,Difei Zhang,Meijing Li,Wenkai Zhong,Zhaomiyi Zeng,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao. Science China（Chemistry）. 2019(06)
[2]A chlorinated low-bandgap small-molecule acceptor for organic solar cells with 14.1% efficiency and low energy loss[J]. Bin Kan,Huanran Feng,Huifeng Yao,Meijia Chang,Xiangjian Wan,Chenxi Li,Jianhui Hou,Yongsheng Chen. Science China（Chemistry）. 2018(10)
[3]有机小分子太阳能电池:氟代对活性层形貌的精确调控[J]. 李永舫. 物理化学学报. 2017(02)
博士论文
[1]高效率有机小分子光伏给体材料的设计与器件优化研究[D]. 李淼淼.南开大学 2016
硕士论文
[1]基于富勒烯衍生物界面修饰的高效聚合物太阳电池[D]. 李舒生.华北电力大学 2014
本文编号：3619078
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机太阳能电池应用实例（图片来自httpscn.bing.com）
谱宽、光热稳定性高等优点。但非富勒烯受体材料的合成工艺复杂，材料的价适用于大规模商业化应用。器件制备技术优化主要包括器件结构、活性层相分电子/空穴界面层等的优化。本文结合各种活性层材料的优缺点，主要开发高效非富勒烯有机小分子受体材料。机太阳能电池简介58 年 Kearns 首次提出肖特基结(图 1.2 a )的有机太阳能电池的概念，该电池将机半导体材料作为活性层，夹在有功函差的两个电极之间，其器件的开路电压(V.2 V，由于其活性层产生的电子-空穴对具有较强的库伦束缚力(单线态激子)，效率极低，导致电池的光电转化效率(PCE)小于 0.1％[10]。虽然其揭开了有机太的序幕，但由于其极低的 PCE，并未引起人们的广泛关注。86 年美国柯达公司 C.W.Tang 博士报道了以酞菁铜(CuPc)为给体材料、四羧基物(PV)为受体材料，采用双层异质结结构 (图 1.2 b) 构筑器件，大大提高了激效率，其光电转化效率接近 1％，这对有机太阳能电池领域的发展具有里程碑，激发了世界各国科学家对该领域的研究兴趣。
兰州交通大学硕士学位论文kus Koppe[19]首次引入三元有机太阳能电池的概念，其在PCPDTBT，可以有效地拓宽活性层的光谱吸收范围，进大学的占肖卫课题组报道合成了非富勒烯受体材料 ITIC[体材料上所受到的种种局限，自此非富勒烯受体材料开18 年，经过三年的实验及改进过程，基于非富勒烯受体]，大大超越富勒烯体系。电池的工作原理池的光电转化过程（图 1.7）主要包括：（1）活性层吸散到给体/受体（D/A）界面；（3）激子在 D/A 界面解离
【参考文献】：
期刊论文
[1]Achieving over 16% efficiency for single-junction organic solar cells[J]. Baobing Fan,Difei Zhang,Meijing Li,Wenkai Zhong,Zhaomiyi Zeng,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao. Science China（Chemistry）. 2019(06)
[2]A chlorinated low-bandgap small-molecule acceptor for organic solar cells with 14.1% efficiency and low energy loss[J]. Bin Kan,Huanran Feng,Huifeng Yao,Meijia Chang,Xiangjian Wan,Chenxi Li,Jianhui Hou,Yongsheng Chen. Science China（Chemistry）. 2018(10)
[3]有机小分子太阳能电池:氟代对活性层形貌的精确调控[J]. 李永舫. 物理化学学报. 2017(02)
博士论文
[1]高效率有机小分子光伏给体材料的设计与器件优化研究[D]. 李淼淼.南开大学 2016
硕士论文
[1]基于富勒烯衍生物界面修饰的高效聚合物太阳电池[D]. 李舒生.华北电力大学 2014
本文编号：3619078
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