基于噻吩并噻吩侧链工程聚合物光伏材料的设计、合成与性能研究

发布时间：2022-12-05 03:40

　　近年来,随着人类社会赖以生存的化石能源面临枯竭,环境污染日趋严重,高能耗、低能效的能源利用已无法满足未来经济发展的需要。因此,开发绿色、清洁、可持续的新型能源迫在眉睫。有机太阳能电池（OSCs）以其绿色清洁、无地域限制、原材料易得、柔性轻便及可大面积印刷制备等优势,逐渐成为了新型清洁能源领域的研究热点之一。本论文主要阐述了有机聚合物太阳能电池材料的发展历程、工作机理以及部分代表性聚合物给体材料。针对目前有机太阳能电池领域发展遇到的成本高、合成复杂、光电转换效率低、高效给体材料种类少及受体单元种类匮乏等关键科学问题,本论文设计合成了基于噻吩并噻吩（TT）单元吸电子侧链修饰的新受体单元,与噻吩类衍生物给体材料以及经典的BDTT给体单元,合成了新型宽带隙聚合物给体材料,并表征了聚合物给体材料的结构,系统研究了其热稳定性、光学性能、电化学性能、电荷传输性能以及光伏性能。初步研究了D-A型宽带隙聚合物给体材料分子结构、功能取代侧基对材料光电性能的影响。本论文主要研究内容如下:1)设计合成了一系列基于2,6号位酯烷基取代的噻吩并噻吩（DETT）受体单元,以联噻吩、（E）-1,2-二（噻吩-2-基）... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机太阳能电池的工作原理
    1.3 有机太阳能电池材料
        1.3.1 有机光伏给体材料的分子设计理念
    1.4 聚噻吩及其衍生物
        1.4.1 P3HT给体材料
        1.4.2 聚噻吩衍生物给体材料
        1.4.3 噻吩并噻吩给体材料
        1.4.4 其他聚噻吩类给体材料
    1.5 苯并二噻吩衍生物给体材料
    1.6 论文的设计思想和主要研究内容
        1.6.1 论文的设计思想
        1.6.2 本论文的主要研究内容
第2章 基于酯烷基噻吩并噻吩类宽带隙聚合物的合成及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与试剂
        2.2.2 材料表征与测试
        2.2.3 合成路线
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 目标化合物的合成表征、热稳定性
        2.3.2 目标聚合物的光学性能
        2.3.3 目标聚合物的电化学性能
        2.3.4 目标化合物的光伏性能
        2.3.5 目标化合物与PC71BM共混层的表面形貌
        2.3.6 聚合物的堆积性
    2.4 本章小结
第3章 基于酯烷基噻吩并噻吩类烷基修饰的宽带隙聚合物合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与试剂
        3.2.2 材料表征与测试
        3.2.3 合成路线
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 目标化合物的合成表征、热稳定性
        3.3.2 聚合物的光学性能
        3.3.3 聚合物的电化学性能
        3.3.4 聚合物的光伏性能
        3.3.5 目标化合物与PC71BM共混层的表面形貌
        3.3.6 聚合物的堆积性
    3.4 本章小结
第4章 基于酯烷基和羰烷基噻吩并噻吩类宽带隙聚合物的合成及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与试剂
        4.2.2 材料表征与测试
        4.2.3 合成路线
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 目标化合物的合成表征与热稳定性能
        4.3.2 聚合物的光学性能
        4.3.3 聚合物的电化学性
        4.3.4 聚合物的光伏性能
        4.3.5 聚合物与IT-4F共混层的表面形貌
        4.3.6 聚合物的堆积性
    4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术论文和申请的专利
附录 A 目标分子的核磁氢谱图
附录 B 目标分子的核磁碳谱图
附录 C 目标分子的飞行质谱图



本文编号：3709602