端基为拉电子基团修饰的非富勒烯受体的合成与光伏性能的研究

发布时间：2023-03-31 22:04

　　近日,依赖于人们对非富勒烯小分子受体(NFAs)的设计与合成,基于这类分子的有机太阳能电池(OSCs)的光电转化效率(PCE)增势迅猛。其中最好的例子就是2020年1月由丁黎明课题组在《科学通报》上发表的以D18为给体,Y6为受体的体系,其光电转化效率达到了18.22%。为了进一步提高这种给受体体系工艺水平的光电转化效率,人们致力于开发更多新的给受体材料。作为一种将太阳光能转化为电能的装置,其材料应该具有广泛吸收太阳光的特点,这是提高太阳能电池光电转化效率的关键方法之一。比较成功的单晶硅太阳能电池具有很宽的光谱吸收带,可以响应到1100nm,使得其光电转化效率超过25%。因此,在有机太阳能电池领域,设计合成和运用窄带隙光电材料对于进一步提高光电转化效率是至关重要的。尽管效率已经接近Shockley-Queisser理论最大值,但是基于非富勒烯受体的太阳能电池能量损失巨大(0.7-1.0 eV),这就导致器件的实际开路电压小于材料光学带隙的一半。此外,人们致力于合成窄带隙的材料是因为这类材料的光谱吸收较宽,有利于提高器件的效率。因此分子能级差和吸收光谱之间的这种趋势使得器件不能同时获得高...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机太阳能电池简介
        1.2.1 有机太阳能电池的原理介绍
        1.2.2 有机太阳能电池的器件结构
        1.2.3 有机太阳能电池的性能表征
    1.3 有机太阳能电池的发展历程
        1.3.1 受体材料的发展历程
    1.4 本论文的设计思想及研究内容
    1.5 本论文的创新点
2 聚合物太阳能电池材料表征和器件制备的仪器设备
3 端基为巴比妥酸的有机小分子受体的光伏性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验所需原料与试剂
        3.2.2 中间体和非富勒烯小分子受体的合成
        3.2.4 光电器件的制备和表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构计算
        3.3.2 非富勒烯受体的光学性能
        3.3.3 非富勒烯受体的电化学性能
        3.3.4 非富勒烯受体的热稳定性
        3.3.5 器件性能探究
        3.3.6 载流子迁移
        3.3.7 形貌特征
    3.4 小结
4 端基调控的非富勒烯受体材料光伏性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验所需原料与试剂
        4.2.2 中间体和非富勒烯小分子受体的合成
        4.2.4 光电器件的制备和表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 非富勒烯受体的光学性能
        4.3.3 非富勒烯受体的电化学性能
        4.3.4 器件性能探究
    4.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3775872