meso位取代金属卟啉三元共聚物光伏材料的合成与表征
发布时间：2022-01-02 17:09
有机光伏技术（OPV）代表薄膜光伏技术,为低成本和美观的（彩色、柔性、均匀、半透明）太阳能电池提供了吸引前景,可在大型表面印刷。在本体异质结（BHJ）OPV器件中,有机电子给体和受体分子在光敏层内紧密混合。多年来已经开发出多种异构体（核修饰的）,收缩和扩展的卟啉类似物,为一般的卟啉特性增加了独特的附加特征。一些衍生物例如显示出明显增强（更高的ε）和红移（近红外）的Q波段,显然使它们对光伏应用具有吸引力。卟啉及其类似物已经在某些装置类型中成功实施,特别是在染料敏化太阳能电池中,但是它们在BHJ有机太阳能电池中仍大部分未被探索。然而,最近的成功表明,卟啉类半导体作为这种器件中的光收集和电荷传输材料的强（潜在）前景。另外噻吩及其低聚物被广泛应用于π共轭体系中由于其优异的电荷转移特性和有趣的电子行为,所以可以用于材料科学领域。本课题主要内容如下:1.我们通过实验合成新型金属锌卟啉配合物5,15-二溴-10,20-二（5-正己基噻吩基）卟啉,然后再与BDT和TT共聚得到三个三元共聚物。卟啉单元上面正己基噻吩基增加共聚物的溶解性,并研究不同的三元单体比例对共聚物的性能的影响。结果表明聚合物P（HT...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能电池的J一V特征曲线
们可以在半导体中引入含氟的铂配合物［３５］。??当激子接近相界时，它与它相互作用并形成所谓的激基复合物。激基复合物??构成电子－空穴对，其具有比激子低的势能（图１．２）。在某些条件下，这种可能??性似乎直接检测到激基复合物激发。例如，Ｋｉｍ?．ＩＢ等人设法通过形成褶皱结构??将吸收范围延长到波长２００纳米。众所周知的对这种效应的理论解释是基于这样??的结构，即允许激活直接激基复合物激发。??Ｊ?”?，?”Ｓ?ａ?、（力?ｈ??Ｉ尽系?４］７??Ｃ＇ａ?ｔｂ?ｏｄｅ?Ａｎｏｄｅ?Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ??图１．?２本体异质结太阳能电池中光吸收和电荷传输的图解??图１．２本体异质结太阳能电池中光吸收和电荷传输的图解［３３１。（ａ）过程动力??学的示意图。（ｂ）简化能级图。（１）在供体材料中光子吸收之后单线态激子的产??生；（２）形成激基复合物时向受体表面扩散；（３）势能降低，这对应于激基复合??物形成和电子转移到受体分子；（４）以过大的动能产生极化子对；（５）极化子对??分离，即自由极化子产生，以及（６）跳跃电荷向电极传输和电荷提取。在阶段??（２－４）通过双重复合发生损失；在阶段（５，６），它们通过非定型重组过程。??ＨＯＭＯ、ＬＵＭ０—最高占据和最低空分子轨道。??在下一阶段，激基复合物将电子转移到受体材料的分子上。这个过程大约需??７??
?湘潭大学硕士学位论文???本体异质结有机太阳能电池能够提供１０％左右的功率转换效率（ＰＣＥ）?［４５＿４７］而强??烈的研发活动导致高ＰＣＥ。共轭聚合物一直是主要的电子供体材料，推拉式低带??隙共聚物代表了目前的最新技术水平［４８＿５（）］，但用类似结构单元构建的小分子类似??物的显着成功导致了过去小分子溶液处理的有机太阳能电池的复苏年，顶级效率??接近基于聚合物的同类产品［５１＿５２】。??与无机太阳能电池不同，ＢＨＪ太阳能电池使用可以精心设计和组装的小分子??或聚合物光吸收剂。为了促进光吸收和改善形态以实现有效的电荷分离和转移，??在ＢＨＪ太阳能电池中已经采用氢键，因为它具有相对较强的非共价相互作用，??高度定向性和特异＇性［５４］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卟啉小分子给体与双组分富勒烯受体的高效三元有机太阳能电池（英文）[J]. 孙延娜,高欢欢,张雅敏,王云闯,阚斌,万相见,张洪涛,陈永胜. 有机化学. 2018(01)
[2]太阳能光伏发电技术及其应用[J]. 杨数. 科技创新与应用. 2017(06)
[3]卟啉酞菁类化合物的设计合成及其在太阳能电池中的应用价值研究[J]. 毛雅君,冯亚莉,邵香敏. 化工设计通讯. 2017(02)
[4]卟啉及其光电化学研究进展[J]. 刘双双,鲁建峰,王鸣魁. 电化学. 2016(04)
[5]给体-受体型聚合物光伏电池材料的设计合成及器件[J]. 王海侨,王丽维,杲辰,邱藤,李效玉. 北京化工大学学报(自然科学版). 2015(01)
本文编号：3564560
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能电池的J一V特征曲线
们可以在半导体中引入含氟的铂配合物［３５］。??当激子接近相界时，它与它相互作用并形成所谓的激基复合物。激基复合物??构成电子－空穴对，其具有比激子低的势能（图１．２）。在某些条件下，这种可能??性似乎直接检测到激基复合物激发。例如，Ｋｉｍ?．ＩＢ等人设法通过形成褶皱结构??将吸收范围延长到波长２００纳米。众所周知的对这种效应的理论解释是基于这样??的结构，即允许激活直接激基复合物激发。??Ｊ?”?，?”Ｓ?ａ?、（力?ｈ??Ｉ尽系?４］７??Ｃ＇ａ?ｔｂ?ｏｄｅ?Ａｎｏｄｅ?Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ??图１．?２本体异质结太阳能电池中光吸收和电荷传输的图解??图１．２本体异质结太阳能电池中光吸收和电荷传输的图解［３３１。（ａ）过程动力??学的示意图。（ｂ）简化能级图。（１）在供体材料中光子吸收之后单线态激子的产??生；（２）形成激基复合物时向受体表面扩散；（３）势能降低，这对应于激基复合??物形成和电子转移到受体分子；（４）以过大的动能产生极化子对；（５）极化子对??分离，即自由极化子产生，以及（６）跳跃电荷向电极传输和电荷提取。在阶段??（２－４）通过双重复合发生损失；在阶段（５，６），它们通过非定型重组过程。??ＨＯＭＯ、ＬＵＭ０—最高占据和最低空分子轨道。??在下一阶段，激基复合物将电子转移到受体材料的分子上。这个过程大约需??７??
?湘潭大学硕士学位论文???本体异质结有机太阳能电池能够提供１０％左右的功率转换效率（ＰＣＥ）?［４５＿４７］而强??烈的研发活动导致高ＰＣＥ。共轭聚合物一直是主要的电子供体材料，推拉式低带??隙共聚物代表了目前的最新技术水平［４８＿５（）］，但用类似结构单元构建的小分子类似??物的显着成功导致了过去小分子溶液处理的有机太阳能电池的复苏年，顶级效率??接近基于聚合物的同类产品［５１＿５２】。??与无机太阳能电池不同，ＢＨＪ太阳能电池使用可以精心设计和组装的小分子??或聚合物光吸收剂。为了促进光吸收和改善形态以实现有效的电荷分离和转移，??在ＢＨＪ太阳能电池中已经采用氢键，因为它具有相对较强的非共价相互作用，??高度定向性和特异＇性［５４］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卟啉小分子给体与双组分富勒烯受体的高效三元有机太阳能电池（英文）[J]. 孙延娜,高欢欢,张雅敏,王云闯,阚斌,万相见,张洪涛,陈永胜. 有机化学. 2018(01)
[2]太阳能光伏发电技术及其应用[J]. 杨数. 科技创新与应用. 2017(06)
[3]卟啉酞菁类化合物的设计合成及其在太阳能电池中的应用价值研究[J]. 毛雅君,冯亚莉,邵香敏. 化工设计通讯. 2017(02)
[4]卟啉及其光电化学研究进展[J]. 刘双双,鲁建峰,王鸣魁. 电化学. 2016(04)
[5]给体-受体型聚合物光伏电池材料的设计合成及器件[J]. 王海侨,王丽维,杲辰,邱藤,李效玉. 北京化工大学学报(自然科学版). 2015(01)
本文编号：3564560
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