基于原子取代策略新型稠环受体材料的设计合成及其光伏性能研究

发布时间：2023-06-27 21:57

　　作为新兴的光伏技术,有机光伏电池(OSCs)以其制备工艺简单(如卷对卷印刷加工)、价格低廉、重量轻以及易于大面积制备的优势受到广泛关注。作为光电能量转换的基础,活性层材料的设计及合成一直以来都是有机光伏领域的研究重点。近年来,得益于新型稠环受体材料的创新,有机光伏电池能量转换效率快速提升。与传统富勒烯受体相比,新型稠环受体展现出能级可调,宽光谱吸收,低成本及稳定性好等优势,发展新型稠环受体材料仍将是未来有机光伏领域发展最强劲的动力。本论文第一章首先对近年来快速发展的新型稠环受体材料进行综述,并从稠环设计、侧链工程、端基修饰、桥键修饰这四个方面归纳总结出目前新型稠环受体领域的分子设计思路。在引达省及其衍生物体系的基础上推广至其他稠环受体体系,以研究受体分子设计原则的普适性和特异性。在此基础上,本论文主要围绕稠环及桥键单元的原子取代(Si、F、O、Se)修饰等设计思路,合成了多种新型稠环受体分子,并系统研究了结构对光电性能的影响。在第二章中,我们利用2,1,3-苯并噁二唑(BO)和2,1,3-苯并硒二唑(BS)两种含氮杂环作为桥键,得到IDTBOR和IDTBSR两种受体材料,其中较强电负性...

【文章页数】：112 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机光伏电池简介
        1.2.1 有机光伏电池的发展历程
        1.2.2 有机光伏电池的工作原理
        1.2.3 有机光伏电池的器件结构
        1.2.4 有机光伏电池的主要参数
    1.3 有机光伏电池新型稠环受体发展简介
        1.3.1 基于引达省及其衍生物类受体材料
        1.3.2 基于其他稠环受体材料
    1.4 本论文研究内容与创新之处
第二章 基于氧族含氮杂环桥键的新型稠环受体材料研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与试剂
        2.2.2 材料的测试与表征设备
        2.2.3 有机光伏电池的制备与性能测试
        2.2.4 空间电荷限制电流法测试电荷迁移率
        2.2.5 目标分子的合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 产物合成与表征
        2.3.2 热分析测试
        2.3.3 密度泛函理论计算
        2.3.4 光学性能与电化学性能
        2.3.5 光伏性能与研究
        2.3.6 形貌表征
    2.4 本章小结
第三章 基于氟代桥键策略的新型稠环受体材料研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与试剂
        3.2.2 材料的测试与表征设备
        3.2.3 有机光伏电池的制备与性能测试
        3.2.4 空间电荷限制电流法测试电荷迁移率
        3.2.5 目标分子的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 产物合成与表征
        3.3.2 热分析测试
        3.3.3 光学性能与电化学性能
        3.3.4 光伏性能与研究
        3.3.5 形貌表征
    3.4 本章小结
第四章 基于苯并二噻咯并二噻吩新型稠环受体材料研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与试剂
        4.2.2 材料的测试与表征设备
        4.2.3 有机光伏电池的制备与性能测试
        4.2.4 空间电荷限制电流法测试电荷迁移率
        4.2.5 目标分子的合成
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 产物合成与表征
        4.3.2 热分析测试
        4.3.3 密度泛函理论计算
        4.3.4 光学性能与电化学性能
        4.3.5 SiIDT-IC光伏性能与研究
        4.3.6 SiIDTBR和 ff-SiIDTBR光伏性能与研究
        4.3.7 形貌表征
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3835410