基于N-芳基咔唑窄带隙聚合物的合成与光伏性能

【摘要】：能源危机日益严峻,太阳能作为可再生的清洁能源是解决这一问题的一个重要途径。共轭聚合物光活性材料的体相异质结光伏器件的研究已经成为太阳能电池研究领域的热点。聚2,7-咔唑材料的衍生物通过与吸电子基团共轭链接能够形成一类新型窄带隙光活性给体材料。本文的工作重点是利用在咔唑的9位链接不同取代基,合成一系列具有低HOMO能级的有机光伏材料,并研究其在太阳能电池中的应用。 通过以吸电子的苯并噻二唑为核的寡聚噻吩和不同取代基咔唑的Suzuki偶联反应合成了窄带隙材料(PEtCzTB,PPhCzTB和PTPACzTB)并对其进行了系统表征。这三种聚合物有较好的溶解性(在常用有机溶剂氯仿、四氢呋喃、甲苯等中都易溶)、良好的热稳定性(热失重5%的温度都在417 oC以上)、电化学性质(氧化还原可逆性)、较低的HOMO能级值(~5.1 eV)。由这些聚合物作为给体和PC71BM为受体组装的电池具有较高的开路电压(0.91-0.95 V)和能量转化效率(PEtCzTB:1.69%,PPhCzTB:2.08%,PTPACzTB:2.42%)。初步研究表明他们是一类潜在的优良的太阳能电池材料。 【关键词】：聚合物太阳能电池 N-芳基咔唑 窄带隙聚合物
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：O626.2
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-7
• 第一章 绪论7-23
• 1.1 太阳能电池种类7
• 1.2 聚合物太阳能电池的研究进展7-23
• 1.2.1 电子给体材料8-21
• 1.2.2 电子受体材料21-23
• 第二章 选题依据23-28
• 2.1 选题依据23-25
• 2.2 仪器和试剂25-28
• 2.2.1 实验仪器25-26
• 2.2.2 实验试剂26-28
• 第三章 基于咔唑的窄带隙聚合物光伏材料的合成及性能28-41
• 3.1 材料合成28-33
• 3.1.1 单体的合成28-31
• 3.1.2 聚合物的合成31-33
• 3.2 聚合物的物性研究33-37
• 3.2.1 聚合物的基本表征33
• 3.2.2 聚合物的热学性质33-34
• 3.2.3 聚合物的光学性质分析34-36
• 3.2.4 聚合物的电化学分析36-37
• 3.3 聚合物太阳能电池器件性能37-41
• 结论41-42
• 参考文献42-46
• 附录46-53
• 致谢53-54
• 在学期间公开发表论文及著作情况54

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