基于咔唑和联二噻吩衍生物敏化染料的合成及其共轭与光电性能研究
发布时间：2023-11-17 18:47
染料敏化太阳能电池(DSSCs)作为太阳能电池的分支之一,因为具有广阔的应用前景,一直是太阳能电池领域的研究热点。纯有机染料因原材料便宜易得、结构多样化、合成步骤简单且能长期稳定存在等优点得到了研究者们的青睐。本论文主要合成了两个系列共7种新型纯有机染料,利用紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱、循环伏安法等手段对染料的光物理与电化学性能进行测试。通过密度泛函理论对电子能级分布以及分子最优构型进行了模拟计算。将染料组装成DSSCs器件后,通过J-V曲线、单色光转化效率(IPCE)以及电化学阻抗(EIS)等测试手段对电池的光伏性能进行了表征。本论文具体的研究工作分为以下几个方面:在第一章中,主要介绍了染料敏化太阳能电池的工作原理以及综述了几类典型的敏化剂。通过对拥有高效率敏化剂制备的DSSCs探讨发现,研究者们一直在通过合适的分子设计来寻求具有宽光谱响应同时又能够有效抑制分子间聚集的染料,而需要在同一个分子中同时满足上述两种优势的染料分子整体的共轭程度通常需要被谨慎考虑。在以往的分子设计中,供体部分关注点主要放在引入抗聚集的基团上,而忽略了对供体自身平面性的研究。而连接桥的平面性虽然在单锚固染...
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能及太阳能电池
1.2 DSSCs的结构及其工作原理
1.2.1 DSSCs的结构
1.2.2 DSSCs的工作原理
1.3 DSSCs的性能衡量指标
1.3.1 DSSCs器件的短路电流密度(JSC)
1.3.2 DSSCs器件的开路电压(VOC)
1.3.3 DSSCs器件的单色光转换效率(IPCE)
1.3.4 DSSCs器件的填充因子(FF)和光电转换效率(η)
1.4 染料敏化剂的分类及其发展
1.4.1 金属配合物敏化剂
1.4.2 纯有机敏化染料
1.5 论文的研究意义、内容以及创新性
1.5.1 论文的研究意义及内容
1.5.2 论文的创新性
第二章 咔唑衍生物作为供体的纯有机染料的合成及其光电性能的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 原料和试剂
2.2.2 结构表征仪器
2.2.3 目标化合物的合成路线
2.2.4 染料中间体的合成与表征
2.3 DSSCs器件的制备以及电池光电性能测试
2.3.1 器件组装的材料、试剂和仪器等
2.3.2 DSSCs器件的组装
2.4 DSSCs的性能测试
2.4.1 J-V曲线测试
2.4.2 单色光转换效率(IPCE)测试
2.4.3 电化学阻抗(EIS)测试
2.5 染料敏化太阳能电池的光物理和电化学性质的测试
2.5.1 紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱测试
2.5.2 固体紫外可见吸收光谱的测试
2.5.3 荧光光谱测试
2.5.4 敏化染料的吸附量测试
2.5.5 敏化染料的电化学性能测试
2.5.6 敏化染料最优构型和能级分布模拟计算
2.6 结果讨论
2.6.1 有机染料的光物理性能
2.6.2 QL1-4的电化学性能
2.6.3 染料吸附量测定
2.6.4 理论计算
2.6.5 染料敏化太阳电池的光电性能
2.6.6 电池的电化学阻抗测试
2.7 小结
第三章 基于不同连接桥的吩噻嗪双锚固染料光电性能的研究与应用
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 结构表征仪器
3.2.3 目标染料分子的合成路线
3.2.4 染料及其中间体的合成与表征
3.3 DSSCs的组装条件以及电池光电性能测试条件
3.4 DSSCs的性能测试
3.4.1 紫外可见吸收光谱
3.4.2 电化学测试
3.4.3 染料吸附量测定
3.4.4 DFT理论计算
3.4.5 染料敏化太阳能电池的光伏性能
3.4.6 器件的电化学阻抗测试与分析
3.5 小结
第四章 结论与展望
4.1 结论
4.2 本论文的不足和展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3864686
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能及太阳能电池
1.2 DSSCs的结构及其工作原理
1.2.1 DSSCs的结构
1.2.2 DSSCs的工作原理
1.3 DSSCs的性能衡量指标
1.3.1 DSSCs器件的短路电流密度(JSC)
1.3.2 DSSCs器件的开路电压(VOC)
1.3.3 DSSCs器件的单色光转换效率(IPCE)
1.3.4 DSSCs器件的填充因子(FF)和光电转换效率(η)
1.4 染料敏化剂的分类及其发展
1.4.1 金属配合物敏化剂
1.4.2 纯有机敏化染料
1.5 论文的研究意义、内容以及创新性
1.5.1 论文的研究意义及内容
1.5.2 论文的创新性
第二章 咔唑衍生物作为供体的纯有机染料的合成及其光电性能的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 原料和试剂
2.2.2 结构表征仪器
2.2.3 目标化合物的合成路线
2.2.4 染料中间体的合成与表征
2.3 DSSCs器件的制备以及电池光电性能测试
2.3.1 器件组装的材料、试剂和仪器等
2.3.2 DSSCs器件的组装
2.4 DSSCs的性能测试
2.4.1 J-V曲线测试
2.4.2 单色光转换效率(IPCE)测试
2.4.3 电化学阻抗(EIS)测试
2.5 染料敏化太阳能电池的光物理和电化学性质的测试
2.5.1 紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱测试
2.5.2 固体紫外可见吸收光谱的测试
2.5.3 荧光光谱测试
2.5.4 敏化染料的吸附量测试
2.5.5 敏化染料的电化学性能测试
2.5.6 敏化染料最优构型和能级分布模拟计算
2.6 结果讨论
2.6.1 有机染料的光物理性能
2.6.2 QL1-4的电化学性能
2.6.3 染料吸附量测定
2.6.4 理论计算
2.6.5 染料敏化太阳电池的光电性能
2.6.6 电池的电化学阻抗测试
2.7 小结
第三章 基于不同连接桥的吩噻嗪双锚固染料光电性能的研究与应用
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 结构表征仪器
3.2.3 目标染料分子的合成路线
3.2.4 染料及其中间体的合成与表征
3.3 DSSCs的组装条件以及电池光电性能测试条件
3.4 DSSCs的性能测试
3.4.1 紫外可见吸收光谱
3.4.2 电化学测试
3.4.3 染料吸附量测定
3.4.4 DFT理论计算
3.4.5 染料敏化太阳能电池的光伏性能
3.4.6 器件的电化学阻抗测试与分析
3.5 小结
第四章 结论与展望
4.1 结论
4.2 本论文的不足和展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3864686
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3864686.html
最近更新
教材专著
