小分子非富勒烯电子受体材料的设计合成及其器件性能探究

发布时间：2024-02-24 13:55

　　有机太阳能电池(OSC)能够将光能直接转换成电能,它也是目前人类利用太阳能的各项技术中最具有发展前景的技术之一,因此,开发高效活性层材料、降低原料成本、简化合成步骤、制作稳定性高的器件是推动其商业化的关键。本论文以现有的高效稳定的非富勒烯电子受体结构为基础,通过端基修饰、改善分子内基团连接化学键类型、以及有效的侧链工程,结合其合成简单、原料来源广泛、高效廉价、良好的成膜性等优势,开发了一系列高效稳定的有机太阳能电池小分子非富勒烯电子受体材料,分别用于解决目前非富勒烯受体材料的某些问题,诸如,吸光度弱、合成提纯困难、开路电压较低、原料成本高昂等等。基于这些新材料,本论文通过基本材料表征以及制备有机太阳能电池器件为依据来进一步优化分子结构,并且通过形貌、能级调控等方式来进一步提升其器件性能。主要可以分为下列三个部分:(1)我们设计合成了基于稠环给体单元引达省并二噻吩(IDT)的星型小分子非富勒烯电子受体,用苯并三噻吩(BTT)作为核心,引入具有拉电子特性的端基以构建A-D-A结构,探究了其光电性质。BTT的刚性和共面结构以及更强的电子给予能力,都有利于增强光吸收和电荷传输,从而有效地提高电...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机太阳能电池结构与工作原理
        1.2.1 有机太阳能电池结构
        1.2.2 有机太阳能电池工作原理
    1.3 有机太阳能电池性能表征
    1.4 有机太阳能电池活性层材料
        1.4.1 有机太阳能电池给体材料
        1.4.2 有机太阳能电池受体材料
    1.5 有机太阳能电池非富勒烯电子受体研究进展
    1.6 本论文设计思路
第二章 基于IDT的星型小分子非富勒烯电子受体的设计合成及器件性能探究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料及仪器
        2.2.2 合成路线与过程
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 目标产物光物理和电化学性质
        2.3.2 目标产物热力学性质
        2.3.3 有机太阳能电池器件表征
        2.3.4 有机太阳能电池器件迁移率表征
        2.3.5 活性层薄膜形貌以及稳定性表征
    2.4 本章小结
第三章 基于PDI的小分子非富勒烯电子受体的设计合成及器件性能探究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料及仪器
        3.2.2 合成路线与过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 目标产物光物理与电化学性质
        3.3.2 目标产物热力学性质
        3.3.3 有机太阳能电池器件表征
        3.3.4 有机太阳能电池迁移率表征
        3.3.5 活性层薄膜形貌
    3.4 本章小结
第四章 基于芴的小分子非富勒烯电子受体的设计合成及器件性能探究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料及仪器
        4.2.2 合成路线与过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 目标产物光物理与电化学性质
        4.3.2 目标产物热力学性质
        4.3.3 有机太阳能电池器件表征
        4.3.4 有机太阳能电池迁移率表征
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 主要化合物核磁与质谱
附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文和申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3909100