含三苯胺、苯并噻二唑聚苯乙烯撐衍生物和三苯胺有機染料的合成及光伏性能研究.pdf

1、本論文對聚合物太陽能電池材料和染料敏化太陽能電池材料及器件的研究進展進行系統(tǒng)的綜述。為了拓寬給體材料的吸收光譜、提高其空穴遷移率,設計并合成一種主鏈含低能隙單元,側(cè)鏈含三苯胺的PPV類共軛共聚物材料,同時還合成了幾種給體-π橋-受體(D-π-A)型有機小分子染料。對所合成的化合物利用紅外光譜、飛行質(zhì)譜和核磁共振等手段的結(jié)構(gòu)進行了表征,并利用熒光光譜、紫外光譜研究了所合成的共聚物和有機小分子染料的光物理性質(zhì),采用循環(huán)伏安法和電化學阻抗方法

2、研究了它們的電化學性質(zhì),同時測試了基于所合成共聚物和有機小分子染料組裝成的太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。主要的研究內(nèi)容如下:
　　1.設計并合成了一種側(cè)鏈帶三苯胺,主鏈含苯并噻二唑低能隙單元的三元共聚物P2,研究了主鏈中低能隙單元對共聚物的光物理、電化學、熱穩(wěn)定性和光伏性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,低能隙單元的引入可以降低共聚物的能隙;另一方面,由于共軛長度增加,拓寬了共聚物的吸收光譜?；赑2的共聚物/PCBM本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化

3、效率為0.83％,是不含低能隙單元的共聚物P1的3倍。
　　2.設計合成了三種三苯胺類D-π-A型純有機染料敏化劑H1,H2和H3,分別以甲基三苯胺為電子給體,烷基或烷氧基取代噻吩為π共軛橋,氰基乙酸為電子受體。主要研究了噻吩π共軛橋上不同的取代基對染料分子光物理、電化學及光伏性能的影響。三種染料均具有較好的光伏性能,其中以甲基噻吩為π共軛橋的染料H1具有最高的能量轉(zhuǎn)換效率9.10%(Voc=0.72V,Jsc=18.03mA c