稠环小分子材料和酰亚胺类聚合物材料的设计、合成及应用
发布时间：2021-09-01 13:45
基于苯并二噻吩（BDT）单元的二维共轭稠环小分子材料具有良好的溶解性、成膜性、吸收光谱范围宽、结构易修饰等优点在近年来成为人们的研究热点。此外,酰亚胺类聚合物也因为其载流子迁移率高、刚性平面大、良好的修饰和衍生性等特点也在近年来受到广泛关注。因此,本文设计合成了一系列稠环小分子材料、苝酰亚胺（PDI）聚合物、萘酰亚胺（NDI）聚合物,并深入研究了它们的物理化学性质以及在有机光伏器件中的应用。1.我们设计和合成以苯并二噻吩单元为核的稠环小分子及其在有机光伏中的应用。本文在苯并二噻吩的两侧引入噻吩单元作为稠环分子核,然后在双氰基取代的茚二酮单元（INCN）上用噻吩环作为分子的端基,成功的合成了小分子BDTCH-IC。同时,在IBDT单元的二维共轭侧链上引入烷硫基取代物和氟代物进行侧链的优化,合成了另一个分子BDTSF-IC。这两个稠环小分子的吸收边缘分别达到了 824 nm和793 nm,电子迁移率分别为1.271 × 10-4 cm2 V-1 S-1和1.519× 10-4 cm2 V-1 S-1。在与给体PM6共混后,基于PM6:BDTSF-IC的有机太阳能电池器件的光电转化效率（PC...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２有机光伏器件短路电流密度－电压（Ｊ－Ｆ）曲线??
?第１章绪论???制备的硅太阳能电池比较脆弱，这些都在很大程度上限制其发展。除了无机硅太??阳能电池还有染料敏化太阳能电池，它的主要缺点是需要液体电解液，封装要求??高，难以制备成柔性器件。有机太阳能电池的半导体材料相对较多，灵活性高，??重量轻而且可以制备成柔性器件具有广阔的发展前景［１２＿１９］。因此，近年来备受关??注。有机太阳能电池器件的结构根据活性层结构的不同，大致分为三大类：单层??的肖特基结构，双层平面异质结结构和本体异质结结构，它们的基本结构如下：??ＡＩ?別??（ａ）肖特基型单层电池?（ｂ）Ｄ／Ａ双层异质结电池??Ａ，?Ａ，??（ｃ）Ｄ／Ａ本体异质结电池??图１．３不同类型的有机光伏器件基本结构??有机太阳能电池的研宄起始于１９５９年，当时的器件结构相当简单就是把单??晶蒽夹在两个电极之间，器件的开路电压为２００?ｍＶ，因为激子分离效率相当差??导致器件的光电转换效率很低。直到１９８６年，有机太阳能电池才取得重大突破，??美国柯达公司的邓青云博士报道了一种双层结构的有机太阳能电池，器件是以酞??菁铜（ＣｕＰｃ）作为ｐ型半导体，以茈（ＰＶ）为ｎ型半导体，形成双层异质结结??构，能量转换效率接近。因为该器件结构是基于双层异质结结构，提高??了激子的解离效率，所以器件效率得到了提高。??ＣｕＰｃ?ＰＶ?双层异质结太阳能电池??图１．４酞菁铜与茈的化学结构和双层异质结太阳能电池结构图??双层异质结太阳能电池自从报道以来引起了人们的极大兴趣。１９９２年，有??４??
?第１章绪论???制备的硅太阳能电池比较脆弱，这些都在很大程度上限制其发展。除了无机硅太??阳能电池还有染料敏化太阳能电池，它的主要缺点是需要液体电解液，封装要求??高，难以制备成柔性器件。有机太阳能电池的半导体材料相对较多，灵活性高，??重量轻而且可以制备成柔性器件具有广阔的发展前景［１２＿１９］。因此，近年来备受关??注。有机太阳能电池器件的结构根据活性层结构的不同，大致分为三大类：单层??的肖特基结构，双层平面异质结结构和本体异质结结构，它们的基本结构如下：??ＡＩ?別??（ａ）肖特基型单层电池?（ｂ）Ｄ／Ａ双层异质结电池??Ａ，?Ａ，??（ｃ）Ｄ／Ａ本体异质结电池??图１．３不同类型的有机光伏器件基本结构??有机太阳能电池的研宄起始于１９５９年，当时的器件结构相当简单就是把单??晶蒽夹在两个电极之间，器件的开路电压为２００?ｍＶ，因为激子分离效率相当差??导致器件的光电转换效率很低。直到１９８６年，有机太阳能电池才取得重大突破，??美国柯达公司的邓青云博士报道了一种双层结构的有机太阳能电池，器件是以酞??菁铜（ＣｕＰｃ）作为ｐ型半导体，以茈（ＰＶ）为ｎ型半导体，形成双层异质结结??构，能量转换效率接近。因为该器件结构是基于双层异质结结构，提高??了激子的解离效率，所以器件效率得到了提高。??ＣｕＰｃ?ＰＶ?双层异质结太阳能电池??图１．４酞菁铜与茈的化学结构和双层异质结太阳能电池结构图??双层异质结太阳能电池自从报道以来引起了人们的极大兴趣。１９９２年，有??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]11.2% Efficiency all-polymer solar cells with high open-circuit voltage[J]. Yuan Meng,Jingnan Wu,Xia Guo,Wenyan Su,Lei Zhu,Jin Fang,Zhi-Guo Zhang,Feng Liu,Maojie Zhang,Thomas P.Russell,Yongfang Li. Science China（Chemistry）. 2019(07)
[2]非富勒烯聚合物太阳电池研究进展[J]. 宾海军,李永舫. 高分子学报. 2017(09)
本文编号：3377086
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２有机光伏器件短路电流密度－电压（Ｊ－Ｆ）曲线??
?第１章绪论???制备的硅太阳能电池比较脆弱，这些都在很大程度上限制其发展。除了无机硅太??阳能电池还有染料敏化太阳能电池，它的主要缺点是需要液体电解液，封装要求??高，难以制备成柔性器件。有机太阳能电池的半导体材料相对较多，灵活性高，??重量轻而且可以制备成柔性器件具有广阔的发展前景［１２＿１９］。因此，近年来备受关??注。有机太阳能电池器件的结构根据活性层结构的不同，大致分为三大类：单层??的肖特基结构，双层平面异质结结构和本体异质结结构，它们的基本结构如下：??ＡＩ?別??（ａ）肖特基型单层电池?（ｂ）Ｄ／Ａ双层异质结电池??Ａ，?Ａ，??（ｃ）Ｄ／Ａ本体异质结电池??图１．３不同类型的有机光伏器件基本结构??有机太阳能电池的研宄起始于１９５９年，当时的器件结构相当简单就是把单??晶蒽夹在两个电极之间，器件的开路电压为２００?ｍＶ，因为激子分离效率相当差??导致器件的光电转换效率很低。直到１９８６年，有机太阳能电池才取得重大突破，??美国柯达公司的邓青云博士报道了一种双层结构的有机太阳能电池，器件是以酞??菁铜（ＣｕＰｃ）作为ｐ型半导体，以茈（ＰＶ）为ｎ型半导体，形成双层异质结结??构，能量转换效率接近。因为该器件结构是基于双层异质结结构，提高??了激子的解离效率，所以器件效率得到了提高。??ＣｕＰｃ?ＰＶ?双层异质结太阳能电池??图１．４酞菁铜与茈的化学结构和双层异质结太阳能电池结构图??双层异质结太阳能电池自从报道以来引起了人们的极大兴趣。１９９２年，有??４??
?第１章绪论???制备的硅太阳能电池比较脆弱，这些都在很大程度上限制其发展。除了无机硅太??阳能电池还有染料敏化太阳能电池，它的主要缺点是需要液体电解液，封装要求??高，难以制备成柔性器件。有机太阳能电池的半导体材料相对较多，灵活性高，??重量轻而且可以制备成柔性器件具有广阔的发展前景［１２＿１９］。因此，近年来备受关??注。有机太阳能电池器件的结构根据活性层结构的不同，大致分为三大类：单层??的肖特基结构，双层平面异质结结构和本体异质结结构，它们的基本结构如下：??ＡＩ?別??（ａ）肖特基型单层电池?（ｂ）Ｄ／Ａ双层异质结电池??Ａ，?Ａ，??（ｃ）Ｄ／Ａ本体异质结电池??图１．３不同类型的有机光伏器件基本结构??有机太阳能电池的研宄起始于１９５９年，当时的器件结构相当简单就是把单??晶蒽夹在两个电极之间，器件的开路电压为２００?ｍＶ，因为激子分离效率相当差??导致器件的光电转换效率很低。直到１９８６年，有机太阳能电池才取得重大突破，??美国柯达公司的邓青云博士报道了一种双层结构的有机太阳能电池，器件是以酞??菁铜（ＣｕＰｃ）作为ｐ型半导体，以茈（ＰＶ）为ｎ型半导体，形成双层异质结结??构，能量转换效率接近。因为该器件结构是基于双层异质结结构，提高??了激子的解离效率，所以器件效率得到了提高。??ＣｕＰｃ?ＰＶ?双层异质结太阳能电池??图１．４酞菁铜与茈的化学结构和双层异质结太阳能电池结构图??双层异质结太阳能电池自从报道以来引起了人们的极大兴趣。１９９２年，有??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]11.2% Efficiency all-polymer solar cells with high open-circuit voltage[J]. Yuan Meng,Jingnan Wu,Xia Guo,Wenyan Su,Lei Zhu,Jin Fang,Zhi-Guo Zhang,Feng Liu,Maojie Zhang,Thomas P.Russell,Yongfang Li. Science China（Chemistry）. 2019(07)
[2]非富勒烯聚合物太阳电池研究进展[J]. 宾海军,李永舫. 高分子学报. 2017(09)
本文编号：3377086
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