基于卟啉衍生物與吡咯并吡咯二酮的有機(jī)光伏材料的合成及性能研究.pdf

1、隨著化石能源的日益枯竭以及環(huán)境污染，化石能源已經(jīng)不能滿足人們的生活需要和社會(huì)發(fā)展?？稍偕滦湍茉吹难芯恳约伴_(kāi)發(fā)顯得十分重要。為此，本論文著重介紹了本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)的工作原理及器件的研究進(jìn)展。并綜述了BHJ–PSCs中幾種具有代表性的聚合物電子給體材料及其研究現(xiàn)狀。根據(jù)闡述我們?cè)O(shè)計(jì)合成了兩種新型的金屬鋅卟啉配合物L(fēng)X和LG，并利用氣質(zhì)聯(lián)用、飛行質(zhì)譜及核磁共振氫譜和元素分析等檢測(cè)手段對(duì)所合成的中間產(chǎn)物和目標(biāo)聚

2、合物進(jìn)行了表征。還通過(guò)紫外–可見(jiàn)吸收光譜(UV–Vis)，循環(huán)伏安法(CV)和原子力顯微鏡測(cè)試了目標(biāo)聚合物的光物理性質(zhì)，電化學(xué)性能和表面形貌，同時(shí)研究了基于卟啉衍生物的聚合物作為電子給體的BHJ–PSCs的光伏性能。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.設(shè)計(jì)并合成了新型金屬鋅卟啉配合物卟啉LX作為給體單元，以4種不同比例的吡咯并吡咯二酮（DPP）作為受體單元，用聯(lián)二噻吩（BT）作為π橋，通過(guò)Stille-coupling聚合合成P(

3、LX-BT-DPP1),P(LX-BT-DPP3),P(LX-BT-DPP4),P(LX-BT-DPP5)三元共聚物。詳細(xì)研究了其不同比例的LX對(duì)目標(biāo)共聚物的光物理性質(zhì)、電化學(xué)及光伏性能的影響。研究表明，P(LX-BT-DPP4)表現(xiàn)出了最優(yōu)的吸收光譜從而獲得了最高的短路電流（Jsc），最優(yōu)的表面形貌有利于得到較好的開(kāi)路電壓(Voc)，基于P(LX-BT-DPP4)/PC61BM(1/2,w/w)的BHJ–PSCs的光電轉(zhuǎn)換效率最高為2

4、.44％。
　　2.設(shè)計(jì)并合成了新型金屬鋅卟啉配合物L(fēng)G作為給體單元與吡咯并吡咯二酮（DPP）作為受體單元，用聯(lián)二噻吩（BT）作為π橋，合成了P(LG-BT-DPP),并加入噻吩并吡咯二酮（TPD）拓寬500nm—600nm的吸收光譜合成四元共聚物P(LG-BT-TPD-DPP)。實(shí)驗(yàn)表明：兩種共聚物均有較好的熱穩(wěn)定性和溶解性，并且在共聚物骨架中引入TPD單元能夠有效的拓寬聚合物的吸收光譜，使得共聚物P(LG-BT-DPP)和P(