引达省并二噻吩类与茚并噻吩类D-A型有机小分子光伏材料的合成及其性能研究

发布时间：2022-02-22 04:55

　　近年来,有机太阳能电池迅速发展,器件效率已经达到商业化应用要求。器件光活性层材料（供体与受体材料）与器件优化是获得高效率太阳能电池器件的关键,其中,前者更是基础与前提。为进一步提升光伏性能,丰富光伏供体材料种类,本论文通过改变末端基团,调控分子末端给体单元（D）与受体单元（A）的相互作用,从而改善分子填充因子（FF）及载流子迁移率;调节不同共轭π桥,拓宽分子吸收光谱,从而实现光谱与太阳光谱更大程度匹配,进而提升器件短路电流密度（Jsc）为出发点,设计合成了两类有机小分子给体材料,并确证了它们的化学结构,系统研究了目标化合物的热稳定性能、结晶性能、光物理性能、电化学性能、电荷传输性能、活性层共混膜形貌特征以及单活性层本体异质结型有机太阳能电池（BHJ-OPV）的光伏性能。主要研究内容和结果如下:1.设计合成了基于引达省并二噻吩（IDT）为中心给体核,咔唑烷基链为末端给体单元,4,7-二溴-5,6-二氟-苯并噻二唑（2F-BT）为受体单元,噻吩（T）与噻吩并噻吩（TT）为π桥的对称型有机小分子光伏供体材料（Cz-T-2FBT）2IDT和（Cz-TT-2FBT）2IDT。研究结果表明:以咔唑... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：78 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 有机太阳能电池的发展历程
    1.3 有机太阳能电池的工作原理
    1.4 有机太阳能电池的性能参数
    1.5 有机太阳能电池材料
        1.5.1 基于苯并二噻吩类小分子给体材料
        1.5.2 基于引达省并二噻吩类小分子给体材料
        1.5.3 不对称型小分子给体材料
    1.6 论文的设计思想与主要研究内容
        1.6.1 论文的设计思想
        1.6.2 论文的主要研究内容
第2章 基于引达省并二噻吩单元的对称型有机小分子光伏材料的设计合成及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验所用原料与试剂
        2.2.2 实验仪器与测试条件和方法
        2.2.3 小分子合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 中间体和目标产物的合成及结构表征
        2.3.2 目标化合物的热稳定性能
        2.3.3 目标化合物的结晶性能
        2.3.4 目标化合物的紫外可见吸收光谱性能
        2.3.5 目标化合物的电化学性能
        2.3.6 目标化合物的光伏性能
        2.3.7 目标化合物器件共混膜的形貌研究
    2.4 本章小结
第3章 基于茚并噻吩单元的不对称型有机小分子光伏材料的设计合成及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验所用原料与试剂
        3.2.2 实验仪器与测试条件和方法
        3.2.3 小分子合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 中间体和目标产物的合成及结构表征
        3.3.2 目标化合物的热稳定性能与结晶性能
        3.3.3 目标化合物的紫外可见吸收光谱性能
        3.3.4 目标化合物的电化学性能
        3.3.5 目标化合物的光伏性能
        3.3.6 目标化合物的电荷传输性能
        3.3.7 目标化合物器件共混膜的形貌研究
    3.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文
附录A 中间体及目标分子的核磁氢谱图
附录B 中间体及目标分子的核磁碳谱图
附录C 目标分子的飞行时间质谱图



本文编号：3638738