基于異靛單元的有機(jī)小分子光伏材料的合成與性質(zhì).pdf

1、本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)光伏電池由于具有質(zhì)輕、價(jià)廉和柔韌性好等突出的特點(diǎn)成為光伏電池領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。在過去的幾年中，科學(xué)家投入了很大的精力來研究聚合物本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)光伏電池，并取得突出的成果，最大光電轉(zhuǎn)換效率為10.61％。相比于聚合物有機(jī)光伏材料，小分子有機(jī)光伏材料具有很多優(yōu)勢，例如具有明確的化學(xué)結(jié)構(gòu)，易于修飾和提純。目前，小分子本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過了10％。為滿足商業(yè)化的要求，科研工作者要不斷設(shè)計(jì)并合成新型有機(jī)小分子

2、光伏材料，以獲得較高的光電轉(zhuǎn)化效率。
　　本文設(shè)計(jì)并合成了8種以異靛為吸電子單元的D-A-D型分子。根據(jù)給電子單元的不同，這8種分子可分為兩個(gè)系列，分別為系列A和系列B。系列A以三苯胺為給電子單元，分別采用苯，苯乙烯，苯丙烯腈和苯乙炔為橋鍵與異靛相連;系列B以咔唑和芴為給電子單元，直接或者通過碳碳三鍵與異靛相連。通過密度泛函理論計(jì)算、紫外-可見光吸收、循環(huán)伏安測試分別研究了分子基態(tài)下的電子云分布及能級、光學(xué)性能、電化學(xué)性能。最后制

3、作了溶液過程本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)光伏電池并測試了其光伏性能?；谝陨蠝y試，獲得以下結(jié)論：⑴基于異靛單元的小分子材料具有低的HOMO能級，可獲得0.9V以上的高的開路電壓。⑵對于系列B，以咔唑?yàn)榻o電子單元的材料比以芴為給電子單元的材料在各方面都呈現(xiàn)更佳的性能;碳碳三鍵的插入使分子有好的平面性，并且能夠調(diào)整分子的能級和能帶。⑶對于系列A，苯丙烯腈作為橋鍵可以有效額降低HOMO能級，并能提高分子的光吸收性能。(TPACB)2ID的光電轉(zhuǎn)化效率為3.