稠環(huán)小分子受體與聚合物的設計合成及光伏性能.pdf

1、近年來，體異質結電池結構開始受到越來越多的科學家們的關注，主要優(yōu)勢在于，其可以通過溶液加工達到綠色環(huán)保的將光能轉化為電能，成本較低，其中代表性是有機太陽能電池(OSCs)。有機太陽電池的器件結構主要是三層，也就是大家常說的三明治結構。最下層是電極，一般是透明的導電玻璃，中間一層是由有機材料組合的活性層薄膜，最上層也是電極，但是一般是金屬。在這三層中最重要的是中間的有機活性層，主要是由給體材料與受體材料組成。給體材料一般是溶解性較好的共軛

2、聚合物，由電子給體單元(D)和電子受體單元(A)組成，一般分子量較大，受體材料傳統(tǒng)的有富勒烯、目前非富勒烯受體也很受歡迎;透明電極目前最常用是涂有導電材料的柔性基底或非柔性的氧化煙錫(ITO)導電玻璃;金屬電極通常是銀、金和鋁等。在體異質結的電池研究中基于富勒烯的研究已經(jīng)非常成熟，目前PCE大部分都已經(jīng)超過10％。富勒烯主要是PCBM體系，但是一般是球狀，成環(huán)比較大，導致溶解性較差。對太陽光的吸收也較窄。在某些給體材料上限制了電流的提高

3、。最近兩年科學家們開始轉向非富勒烯的探索與研究。而非富勒烯受體比富勒烯具有合成簡單、溶解性好、帶隙易調(diào)節(jié)、吸光較廣泛等特點深受研究者的喜愛。
　　本論文主要涉及兩方面的研究:
　　1、設計新型稠環(huán)受體材料（碳氧鍵）制備電池，測試其光伏性能
　　以六環(huán)單元COi6為核心，在末端加上不同的端基氟原子結構，得到A-D-A非富勒烯受體COi6IC、COi6FIC和COi6DFIC。將其與FTAZ制備電池器件，經(jīng)過優(yōu)化后FTAZ

4、∶COi6IC、FTAZ∶COi6FIC和FTAZ∶COi6DFIC的能量轉換效率為8.25％、9.12％和8.34％，研究表明氟原子的加入由于化學鍵的影響，可以調(diào)節(jié)分子能級，使給受體能級更加匹配;也可以拓寬吸收，增加電流。進而提高PCE。
　　2、設計新的給體材料由五環(huán)酰亞胺延伸到十環(huán)，探索其分子結構的器件性能
　　主要設計合成了一種基于吖庚因二酮的稠環(huán)受體單元，5-(2-octyldodecyl)-4h-thieno[2