基于两种结构类型的宽带隙给体材料及其非富勒烯聚合物太阳能电池

发布时间：2021-02-17 00:17

　　经过近数十年的发展,聚合物太阳能电池因具有重量轻、价格低、可室温溶液加工和可制备柔性器件等优势,其光伏器件的能量转化效率已经有了巨大的提高。目前,单节有机太阳能电池的器件效率已经超过14%。这种快速的发展得益于D-A型聚合物给体的设计理念,但是其仍然具有很多缺点如电流低、与强吸电子受体能级不匹配等,研究表明这并不是一种完美的给体结构类型。为进一步提高有机太阳能电池的转化效率,除了继续改善D-A型聚合物给体材料外,还应该加大对新的聚合物给体结构类型的开拓和研究。本文一共分为两个工作,分别设计并合成了基于D-A-π型和D-A₁-D-A₂型两种结构类型的宽带隙聚合物给体材料,并应用于非富勒烯聚合物太阳能电池中,为以后的给体设计提供一些参考。一方面,我们用2TC作为受体单元,设计并合成出两个新的D-A-π型非对称的宽带隙共轭聚合物给体PBDT-2TC和PBDT-S-2TC并应用在非富勒烯有机太阳能电池中。相比较于PB2T,在聚合物主干上减少一个酯基后形成的D-A-π型给体有效的减少了相邻基团间的空间位阻,极大地促进了π-π堆叠。在这两个聚合物材料中,... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚合物太阳能电池简介
        1.2.1 有机太阳能发展史
        1.2.2 聚合物太阳能电池的结构
        1.2.3 聚合物太阳能电池的基本原理和主要参数
    1.3 常见聚合物给体材料
        1.3.1 D型给体材料
        1.3.2 D-A型给体材料
1-D-A₂型和A-A型给体材料">        1.3.3 D-A₁-D-A₂型和A-A型给体材料
    1.4 活性层聚合物给体的设计策略
    1.5 本文的设计思路及研究内容
第2章 两个基于D-A-π型聚合物给体材料及其光伏性能的研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验设计思路及产物合成路线
        2.2.2 实验所需试剂及要求
        2.2.3 合成步骤
        2.2.4 测试仪器及方法
        2.2.5 有机光伏器件的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 理论计算
        2.3.2 热稳定性
        2.3.3 光学性质
        2.3.4 电化学性质
        2.3.5 光伏器件性能
        2.3.6 电荷传输性质
        2.3.7 形貌表征
        2.3.8 掠入射广角X射线与软X射线衍射表征
        2.3.9 非卤素应用
    2.4 本章小结
1-D-A₂型聚合物给体材料及其光伏器件的应用">第3章 两个基于D-A₁-D-A₂型聚合物给体材料及其光伏器件的应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验合成路线
        3.2.2 实验所需试剂及要求
        3.2.3 合成步骤
        3.2.4 测试仪器及方法
        3.2.5 聚合物光器件的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 理论计算
        3.3.2 热稳定性
        3.3.3 光学性质
        3.3.4 电化学性质
        3.3.5 光伏器件性能
        3.3.6 X射线衍射（XRD）
        3.3.7 微观形貌表征
    3.4 本章小结
第4章 结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]具有接近15%能量转换效率的有机太阳能电池[J]. 崔勇,姚惠峰,杨晨熠,张少青,侯剑辉.  高分子学报. 2018(02)
[2]Diketopyrrolopyrrole-based Conjugated Polymers as Additives to Optimize Morphology for Polymer Solar Cells[J]. Xun-fan Liao,Jing Wang,Shuang-ying Chen,谌烈,Yi-wang Chen.  Chinese Journal of Polymer Science. 2016(04)



本文编号：3037139