基于噻吩并硒二唑和噻吩二甲酸甲酯的共軛聚合物的合成及其光伏性能的研究.pdf

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得直昌太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名(手寫)：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解直昌太堂有

2、關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)直昌太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所和中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。(保密的學(xué)位論文在

3、解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名(手寫)：導(dǎo)師簽名(手簽字Et期：年月Et簽字日期：幻f2年鄉(xiāng)月石Et摘要摘要聚合物太陽能電池具有質(zhì)量輕、成本低、可溶液加工以及能制備成大面積的柔性器件等很多優(yōu)點(diǎn)，因此，它受到了人們很大的關(guān)注。但是，它的能量轉(zhuǎn)換效率仍然還比較低，而且器件壽命也不長，這很大地限制了它的發(fā)展和應(yīng)用。聚合物給體材料的性能不理想是導(dǎo)致光伏器件效率較低的主要原因之一。一種理想的共軛聚合物光伏材料應(yīng)該具有寬的光譜吸收、高的載流子

4、遷移率和理想的HOMO、LUMO能級(jí)。為了得到高性能的給體材料，本文合成了兩種新型的電子受體單元，并進(jìn)一步合成了給體受體結(jié)構(gòu)的共軛聚合物。采用1HNMR、13CNMR、MALDITOF對單體和聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，而且使用凝膠滲透色譜儀(GPC)、熱重分析儀(TGA)、紫外可見光譜儀(UVvis)、電化學(xué)工作站(CV)及器件測試儀器等對聚合物的分子量、熱學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)和光伏性能進(jìn)行了測試。通過噻吩二胺和二氧化硒的縮合反應(yīng)首次成功合成了

5、噻吩并硒二唑單元，并基于這個(gè)單元和苯并二噻吩(BDT)、二噻吩硅雜環(huán)戊二烯(DTS)共聚得到兩種交替共聚物PBDTDTTSe和PDTSDTTSe，研究這種新受體單元對聚合物光譜吸收、能級(jí)以及光伏性能等的影響。結(jié)果顯示，這兩種聚合物都有較好的熱性能，而且HOMO能級(jí)較低，分別為551eV和550eV。以PBDTDTTSe和PDTSDTTSe為給體材料，PC71BM為受體材料，制備聚合物太陽能電池器件。在AMl5G，86mW／cm2的模擬太

6、陽光照射下，基于PBDTDTTSe和PDTSDTTSe的器件的開路電壓都比較高，在O76083V之間，并且它們的能量轉(zhuǎn)換效率最高分別為022％、020％。在噻吩的3，4位上引入吸電子基團(tuán)酯基，合成了一種新的電子受體單元，然后通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)和BDT單元共聚，得到共軛聚合物PBDTDMCT。結(jié)果表明，這種聚合物在固態(tài)膜的光譜吸收較寬，由于噻吩單元上兩個(gè)酯基作用，使得它的HOMO能級(jí)較低，為565eV。在AMl5G，100mW／cm