D-π-A型共轭聚合物的合成及其光伏性能

【摘要】：设计合成了3种主链相同、侧基不同的Donor(D)-π-Acceptor(A)型共轭聚合物:聚[(4,8-二辛氧基苯[1,2-b;3,4-b]二噻吩)-(9-(4-氰基苯基)-9H-咔唑)](PBDTCz-CN)、聚[(4,8-二辛氧基苯[1,2-b;3,4-b′]二噻吩)-(9-(4-醛基苯基)-9H-咔唑)](PBDTCz-CHO)和聚[(4,8-二辛氧基苯[1,2-b;3,4-b]二噻吩)-(9-(4-硝基苯基)-9H-咔唑)](PBDTCz-NO_2)。通过调变侧基上的受体基团,比较了氰基、醛基、硝基对聚合物光学和电学性能的影响,讨论了影响聚合物光电转换效率的主要因素。3种聚合物的光学带隙和线性吸收系数依次分别为2.32 eV,152.0 L/(g·cm);2.43 eV,58.5 L/(g·cm)和2.25 eV,85.5 L/(g·cm)。在这些聚合物中,彼此间的最高占据分子轨道(HOMO)能级差距很小,PBDTCz-NO_2的最低未占据分子轨道(LUMO)能级最低(-3.38eV)。在100 W/m~2模拟太阳光的照射下,基于这些聚合物的光伏器件(器件结构:ITO/PEDOT:PSS/Polymer:[70]PCBM(1:2)/Ca/A1)的光电转换效率分别为0.44%(PBDTCz-CN)、0.001 8%(PBDTCz-CHO)和0.23%(PBDTCz-NO_2)。低的光电转换效率主要归因于低的短路电流,而影响短路电流的主要原因有自身吸光性能的限制和弱的π-π堆砌作用。 【作者单位】： 华东理工大学化学与分子工程学院 教育部结构可控先进功能材料及其制备重点实验室;上海虹口区业余大学;
【关键词】： D-π-A型聚合物 材料合成 聚合物太阳能电池 共轭聚合物
【基金】：上海市领军人才计划资助项目
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 随着经济的高速发展,人类面临“能源-经济-环境(3E)”循环的难题,解决此难题的唯一的办法就是大力发展清洁能源。理论上,如果将照射到地球1 h的太阳能全部收集起来并转化为电能,可以供全人类利用一年。目前占据市场主导地位的太阳能电池仍然以单晶硅、多晶硅等无机半导体材料

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

氟原子对光伏聚合物性能的影响    王海侨;余顺铨;江培;杲辰;王晓晨;李效玉;

Rational Material Design, Interface, and Device Engineering for High-Performance Polymer and Perovskite Solar Cells    Alex Jen;

含芳胺或吡咯并吡咯二酮的聚合物合成及光电性能研究    谭华

基于新型受体单元的D-A共聚物的合成和光伏性能    王坤

新型窄带隙聚合物太阳能电池材料的合成及性能研究    李永玺

苯并噻二唑/吡咯并吡咯二酮单元的有机光伏材料合成及性能研究    聂凯旋

聚苯胺—邻甲苯胺/ZnS、CuInS_2复合材料的制备及性能研究    贾宁宁

共轭聚合物中π电子行为及滑移平面对称性    周详,胡承正

新型C_(60)衍生物的合成及其太阳能电池性能    郑立平,周清梅,王飞,邓先宇,俞刚,曹镛,宁滨,郭志新

共轭聚合物/C_(60)复合体系及其在光伏打电池中的应用    黄红敏,贺庆国,蔺洪振,杨俊林,白凤莲

共轭聚合物/纳米晶太阳能电池研究进展    孙忠月;李盛彪;王兢;程丽;

聚合物太阳能电池发展与展望    林红;张永昌;李鑫;李建保;

CdSe纳米晶/共轭聚合物太阳电池的制备与性能研究    刘艳山;王藜;曹镛;

有机半导体光伏打电池——共轭聚合物及其与C_(60)的复合体系    黄红敏,贺庆国,蔺洪振,王文龙,翟锦,杨俊林,彭权刚,朱道本,白凤莲

有机共轭聚合物材料中的齐纳隧穿    张玉华;刘文;刘德胜;

无机纳米晶-共轭聚合物异质结光电池研究进展    周健伟;覃东欢;罗潺;曹镛;

苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩的共轭聚合物光伏材料的能隙的理论研究(英文)    彭月明;王学业;王暖庆;郑小燕;张迎;

不同烷基取代的给受体共轭聚合物对活性层形貌的影响及其在光伏电池中的应用    李耀文;陈玉金;杨晓明;屠迎锋;

低HOMO能级窄带隙共轭聚合物的设计、合成与能级结构研究    施敏敏;胡小链;左立见;潘均英;陈红征;

混合溶剂对共轭聚合物/富勒烯衍生物薄膜光伏电池性能的影响    谢志元;赵云;付莹莹;

新型给受体有机小分子、共轭聚合物光伏材料的研究    田文晶;李耀文;薛丽丽;李在房;

高迁移率宽吸收的黑色稠环共轭聚合物光伏材料    占肖卫;

P3HT:PCBM体系光伏电池研究    谢志元;赵云;郭晓阳;方刚;

共轭聚合物的物性放大效应    马於光;

硫化镉多臂纳米棒的制备及其在聚合物太阳能电池中的应用    刘艳山;王藜;覃东欢;曹镛;

高迁移率宽吸收的黑色稠环共轭聚合物    占肖卫;

水醇溶性共轭聚合物及其在光电器件界面工程中的应用    黄飞;曹镛;

水醇溶性有机光电材料与受体悬挂式共轭聚合物的合成与性能研究    段春晖

用于有机太阳能电池共轭聚合物的设计合成及其计算模拟    吴飞燕

带亲水基团的有机共轭材料的合成及其对聚合物发光二极管和光伏电池的界面调控    徐晓峰

基于咔唑的新型共轭小分子和聚合物的合成及其光伏性质研究    陈木青

含氮芳杂环类窄带隙给体聚合物及本体异质结太阳电池    张斌

聚合物体异质结太阳能电池的器件优化及光伏性能研究    裴佳宁

聚合物太阳能电池材料的设计、合成及性质研究    温善鹏

聚合物太阳能电池机理及实验研究    李卫民

低能带隙、低HOMO能级的给/受体聚合物太阳能电池材料的设计、合成及光伏性能    张国兵

聚合物体异质结太阳能电池：给体材料的设计、合成及性质    李耀文

新型共轭聚合物光伏材料的设计合成及光伏特性研究    钱德平

基于吲哚[3，2-b]咔唑窄带隙共轭聚合物的合成及光电性能    樊利

理论研究共轭聚合物的结构和电子性质及有机导体和有机太阳能电池材料的分子模拟    邓理丹

含均苯四甲酸二酰亚胺受体单元的共轭聚合物的合成及其在聚合物太阳能电池上的应用    杨述

π-共轭聚合物和富勒烯混合薄膜中的长寿命光激发态研究    沙春芳

基于并三噻吩单元的共轭聚合物光伏材料的合成与表征    倪斌

基于稠环D-A共轭聚合物光伏性能的研究    廖巧干

基于咔唑的二维窄带隙共轭聚合物的设计、合成及其光伏性能研究    谢红梅

基于咔唑并二噻二唑和二噻吩硅杂环戊二烯的D-A共轭聚合物有机太阳能电池分子设计    蔡淑娇

以苯并噻二唑为桥链的共轭聚合物和有机小分子的合成及其光伏性能研究    何舟