不同拓扑结构噻吩基有机太阳能电池材料的设计合成与性能

发布时间：2021-03-07 02:33

　　开发高效率、廉价、稳定、可溶液加工的活性层材料对于推动有机太阳能电池器件及其商业化的发展至关重要。本论文从设计开发高效率的D-A-D、A-D-A型分子结构活性层材料为出发点,用不同的强给电子和吸电子基团为端基,以改变共轭主链和端基为创新点,结合共轭分子化学结构精确、高纯度以及良好的成膜性等优势,开发了一系列高效率的太阳能电池给、受体材料。基于合成的这些新材料,进一步通过制备有机太阳能电池器件来研究其性能,并且通过形貌调控、构建三元共混太阳能电池来研究材料与性能之间的关系,揭示给、受体材料在二元以及三元共混太阳能电池中起到的作用。具体而言,主要分为以下六个部分:第一章,简要介绍有机太阳能电池工作原理、器件结构以及目前常用的活性层材料的研究现状,然后重点介绍了非富勒烯受体材料的发展现状。同时,本章也阐述构建小分子给受体材料的优势然后从小分子材料方向凝练本论文的研究路线和创新思路。第二章,本章设计合成了一系列不同核结构的星型分子给体材料并对其光电性质进行了研究。引入给电子核结构能拓宽星型分子的光谱吸收,引入平面核结构提高星型分子之间的共轭。然后将这些材料作为给体制备了以富勒烯为受体的有机太阳... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

常规正置及反型的有机太阳能器件结构示意图

朝着产业化目标努力[39-40]。图 1.1 常规正置及反型的有机太阳能器件结构示意图机太阳能器件器件结构有常规的正置结构以及相应的反型结构[41]，这种串联叠层 PSC 器件。可以适用于各种高功函数金属 (例如 Al, Ag, Au, Cu如 ZnO, TiOx, 叠层器件时中间层 MoO3)、ITO 等修饰[42-50]。其器件结构

收过程机太阳能电池器件的性能就必须知道它的工作原理。有机半导体O)和最低未占有轨道 (LUMO)可以认为相当于无机半导体材料而相比于无机材料连续的能级来说，有机半导体材料的能级是定域化。有机材料的激子属于 Frenkel 激子半径比无机材料的 W子与空穴之间的结合能要比无机材料大。这导致有机太阳能电池空穴对后，电子与空穴对之间的库伦作用很大，这就有区别于无生的自由电子与空穴对。除此之外，因为有机半导体材料的介电的解离所需要的能量高于其热运动能量。这些特点都决定了在有激子解离较困难，不容易形成自由的载流子[53-58]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Morphology Optimization in Ternary Organic Solar Cells[J]. Lin Zhang,马伟.  Chinese Journal of Polymer Science. 2017(02)
[2]Rhodanine flanked indacenodithiophene as non-fullerene acceptor for efficient polymer solar cells[J]. Boyu Jia,Yao Wu,Fuwen Zhao,Cenqi Yan,Siya Zhu,Pei Cheng,Jiangquan Mai,Tsz-Ki Lau,Xinhui Lu,Chun-Jen Su,Chunm Wang,Xiaowei Zhan.  Science China（Chemistry）. 2017(02)



本文编号：3068247