含扩展苯并二噻吩结构单元的新型给体光伏材料的研究
[Abstract]:In this thesis, two kinds of organic photovoltaic materials, polymer and small molecule, were constructed by using 2-D conjugated NDT unit and naphthalene dithiophene (NDT), which was formed by the transverse expansion of benzodithiophene (BDT). The relationship between the molecular structure of the materials and the photovoltaic properties of the corresponding devices is studied. In this paper, a new building unit is extended to 2-D conjugate BDT unit, and a new type of photovoltaic material with small molecular donor is synthesized, and an organic solar cell of all-small molecular ternary system is constructed by using it. The effect of the small molecule on the performance of ternary photovoltaic devices was studied. Two donor-acceptor (D-A) copolymers with 2-D conjugated NDT unit as electron donor and thiophene pyrrolidone as electron receptor were designed and synthesized. PzNDTT-TPD1 and PzNDTT-TPD2, chose different thiophene units as donors. The bridge between the receptors. In contrast, the photovoltaic performance of PzNDTT-TPD1 is more outstanding, and the energy conversion efficiency of the corresponding photovoltaic device (PCE) reaches the maximum (7.5%) when the active layer thickness is 200 nm. Two small A-D-A molecules with 2-D conjugated NDT unit as electron donor and cyanoester group as electron acceptor are designed and synthesized. NDTT-CNCOO and NDTP-CNCOO, are synthesized. Thiophene and benzene were selected as conjugate side chains on both sides of NDT unit respectively. The photovoltaic performance of NDTP-CNCOO is more prominent. The corresponding energy conversion efficiency of photovoltaic devices (PCE) reaches the maximum (7.2%) when the active layer thickness is 300 nm. This is the best result that the small molecular photovoltaic devices based on NDT cell can achieve. A novel photovoltaic material, DR3TBDTT-E, was designed and synthesized. The small molecule can be regarded as the longitudinal extension and modification of the reported small molecule DR3TBDTT. By adding DR3TBDTT-E to the organic solar cells of binary system composed of DR3TBDTT and fullerene derivatives (PC71BM), an organic solar cell consisting of DR3TBDTT,DR3TBDTT-E and PC71BM can be constructed. The optimum device performance is up to 10.1, which is the best result that can be achieved by organic solar cells with all-small molecule ternary system.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34;TM914.4
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