新型含氟聚合物太阳能电池给体材料的合成和性能研究

发布时间：2021-01-11 23:52

　　随着聚合物太阳能电池给体材料的不断发展,越来越多的新材料获得研究者们的广泛关注。近年来研究者们制备的聚合物太阳能电池的最高效率达到12%,但是其距离传统的无机太阳能电池依然有较大差距。目前,研究者们主要通过寻找新的活性层给体材料来增加器件性能,以拓宽活性层对太阳光的吸收范围,使电子和空穴的迁移和收集效率得以提高,拥有较匹配的能级。本论文基于苯并二噻吩类,双氟代苯并噻二唑通过stille偶联反应合成了一系列含氟聚合物,并对其热稳定性和光电性能进行了研究。第二章以氟代苯并噻二唑作为缺电子基团,聚噻吩为给电子基团,将四三苯基膦钯作为催化剂,通过stille偶联反应合成了一种新型D-A聚合物。通过GPC表征其分子量,通过FT-IR,¹H NMR表征其结构,并对该聚合物的热稳定性、光物理和电化学性能进行了分析。结果表明该聚合体现出了良好的热稳定性和较好的光谱响应范围,还体现出较优秀的电化学性能,具有较好的能级和较窄的带隙,因此该材料能够作为给体材料运用到聚合物太阳能电池活性层的制备中。第三章中合成了苯并二噻吩作为给电子基团,并向主链中引入氟代苯并噻二唑和并噻吩作为缺电子基团... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PV和CuPc的结构式

图 1.5噻唑并噻唑衍生物聚合物的结构Fig.1.5 The structure of thiazolothiazole derivatives polymers2013 年，Yang 等将聚合物太阳能电池的 PCE 提高了 10.06%[28]。其将二噻吩并吡喃(DTP)作为给电子单元，双氟代苯并噻二唑作为缺电子单元，将两者共聚得到一种新型聚合物(PDTP-DFBT)，将其作为活性层的给体材料与 PC61BM 共混作为活性层材料，与 P3HT:ICBA 活性层材料制备成级联太阳能电池器件。其后随着研究的不断进行，该类型聚合物制备而成的太阳能电池器件的性能和能量转换效率将会不停

可以自由移动，再通过 PN 结内的本证电势往阳极和阴极移动，合物太阳能电池则不同，当太阳光入射到活性层时，光子会被材是所有光子都会被吸收，只有光子的能量较大，超过材料带隙时禁带宽度越小，能吸收到的光子就越多。当材料吸收光子后，会的激子，可将激子认为是电子空穴对。因此，拥有合适的较小的。这些具有正负偶极作用的激子必须运动到活性层中给体材料和才能进行分离，但是这些激子的寿命极其短暂，激子在活性层中 nm 左右，若其没有扩散到界面处变会复合湮灭。当激子成功运受到由于给体材料和受体材料不同势垒而产生的亲和势的作用而。而后电子和空穴由于电池中的内建电场的作用分别向两个电极动势。综上，可以用四个步骤概括聚合物太阳能电池的工作原理产生，第二步为激子的扩散，第三步电荷的分离，最后一步为电这四个步骤中每一步都存在的一定的能量损耗，因此减少这些过提高电池性能的关键[32,33]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]硅基太阳能电池与材料[J]. 蒋荣华,肖顺珍.  新材料产业. 2003(07)

硕士论文
[1]有机聚合物太阳能电池中给体材料激发态性质的理论研究[D]. 郭娅晨.吉林大学 2016



本文编号：2971718