基于苯并三氮唑新型聚合物给体材料的合成及其光伏性能研究
发布时间：2021-12-18 00:27
近年来,利用溶液加工法的聚合物太阳能电池,由于易制备大面积、半透明柔性器件,已成为新型清洁能源领域研究的热点。目前基于宽带隙聚合物与非富勒烯受体材料,其能量转换效率已突破16%,越来越受到人们的重视。本论文系统综述了聚合物光伏给体材料所取得的重要研究进展,着重介绍了几种高效的有机太阳能电池给体材料。针对当前高效率的有机聚合物给体材料种类少,分子结构与性能之间的关系尚不清晰等问题,本论文通过在给体单元嫁接烷氧基、烷硫基和强吸电子砜基单元和在噻吩π桥上烷硫基取代的策略,有效地降低材料的HOMO能级,增强分子的摩尔吸光系数,增强分子有序的π-π堆积,提升聚合物给体材料的Voc、Jsc、FF,从而获得高的光电转换效率。对获得的给体单元和聚合物的分子结构均进行了表征,此外,系统研究了有机聚合物给体材料的热稳定性、光物理性能、电化学性能和光伏性能,同时利用理论计算模拟了目标化合物的分子结构和轨道能级,进一步研究了聚合物分子结构设计对电荷传输、载流子迁移率和表面形貌的影响,揭示了材料分子结构与光伏性能的关系。本论文的主要研究内容如下:1)设计合成了一类基于...
【文章来源】： 湘潭大学湖南省
【文章页数】：93 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 有机太阳能电池简介
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构
1.2.2 有机太阳能电池的工作机理
1.2.3 有机太阳能电池的关键性能参数
1.3 有机聚合物太阳能电池给体材料
1.3.1 基于联噻吩类的D-A型聚合物给体材料
1.3.2 基于苯并二噻吩类的D-A型聚合物给体材料
1.3.3 基于苯并三氮唑类的D-A型聚合物给体材料
1.4 论文的设计思想、主要研究内容及其创新性
1.4.1 论文的设计思想
1.4.2 本论文的主要研究内容
1.4.3 本论文的创新点
第2章 基于烷硫基联噻吩单元的D-A型聚合物给体材料的合成与性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验过程所用的原料和试剂
2.2.2 实验所用仪器及材料表征
2.2.3 给体单元和聚合物的合成路线及合成步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 聚合物的合成、热稳定性和结晶性能
2.3.2 聚合物的光学性能和电化学性能
2.3.3 聚合物的理论计算
2.3.4 聚合物的空穴迁移率
2.3.5 聚合物的光伏性能
2.3.6 聚合物的堆积和共混层表面形貌
2.4 本章小结
第3章 基于含砜基单元的A1-A2型宽带隙聚合物给体材料的合成及性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验过程所用的原料和试剂
3.2.2 受体A1单元和聚合物的合成路线及合成步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 聚合物的合成、热稳定性和结晶性能
3.3.2 聚合物的光学性能和电化学性能
3.3.3 聚合物的理论计算
3.3.4 聚合物的空穴迁移率
3.3.5 聚合物的光伏性能
3.3.6 聚合物的堆积和共混层的表面形貌
3.4 本章小结
第4章 基于烷硫基噻吩π桥的D-A型宽带隙聚合物给体材料的合成与性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验过程所用的原料和试剂
4.2.2 受体A单元和聚合物的合成路线及合成步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 聚合物的合成、热稳定性和结晶性能
4.3.2 聚合物的光学性能和电化学性能
4.3.3 聚合物的理论计算
4.3.4 聚合物的空穴迁移率
4.3.5 聚合物的光伏性能
4.3.6 聚合物的堆积和共混层表面形貌
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术论文
附录Ⅰ 实验测试仪器与测试方法
附录Ⅱ 化合物的核磁氢谱图
附录Ⅲ 化合物的核磁碳谱图
附录Ⅳ 化合物的飞行质谱图
【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)
本文编号：3541257
【文章来源】： 湘潭大学湖南省
【文章页数】：93 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 有机太阳能电池简介
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构
1.2.2 有机太阳能电池的工作机理
1.2.3 有机太阳能电池的关键性能参数
1.3 有机聚合物太阳能电池给体材料
1.3.1 基于联噻吩类的D-A型聚合物给体材料
1.3.2 基于苯并二噻吩类的D-A型聚合物给体材料
1.3.3 基于苯并三氮唑类的D-A型聚合物给体材料
1.4 论文的设计思想、主要研究内容及其创新性
1.4.1 论文的设计思想
1.4.2 本论文的主要研究内容
1.4.3 本论文的创新点
第2章 基于烷硫基联噻吩单元的D-A型聚合物给体材料的合成与性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验过程所用的原料和试剂
2.2.2 实验所用仪器及材料表征
2.2.3 给体单元和聚合物的合成路线及合成步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 聚合物的合成、热稳定性和结晶性能
2.3.2 聚合物的光学性能和电化学性能
2.3.3 聚合物的理论计算
2.3.4 聚合物的空穴迁移率
2.3.5 聚合物的光伏性能
2.3.6 聚合物的堆积和共混层表面形貌
2.4 本章小结
第3章 基于含砜基单元的A1-A2型宽带隙聚合物给体材料的合成及性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验过程所用的原料和试剂
3.2.2 受体A1单元和聚合物的合成路线及合成步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 聚合物的合成、热稳定性和结晶性能
3.3.2 聚合物的光学性能和电化学性能
3.3.3 聚合物的理论计算
3.3.4 聚合物的空穴迁移率
3.3.5 聚合物的光伏性能
3.3.6 聚合物的堆积和共混层的表面形貌
3.4 本章小结
第4章 基于烷硫基噻吩π桥的D-A型宽带隙聚合物给体材料的合成与性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验过程所用的原料和试剂
4.2.2 受体A单元和聚合物的合成路线及合成步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 聚合物的合成、热稳定性和结晶性能
4.3.2 聚合物的光学性能和电化学性能
4.3.3 聚合物的理论计算
4.3.4 聚合物的空穴迁移率
4.3.5 聚合物的光伏性能
4.3.6 聚合物的堆积和共混层表面形貌
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术论文
附录Ⅰ 实验测试仪器与测试方法
附录Ⅱ 化合物的核磁氢谱图
附录Ⅲ 化合物的核磁碳谱图
附录Ⅳ 化合物的飞行质谱图
【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)
本文编号：3541257
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3541257.html
