基于Ullazine的有機(jī)光伏材料的合成及性能研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量越來越大。由于傳統(tǒng)的化石能源儲(chǔ)量有限，不可再生，故研究者們一直在致力于尋找可持續(xù)利用的新能源，例如：太陽(yáng)能，風(fēng)能，水能，地?zé)崮艿?。太?yáng)能因其清潔無(wú)污染，儲(chǔ)量豐富，無(wú)地域性限制，可再生等優(yōu)點(diǎn)受到了人們的廣泛關(guān)注，而太陽(yáng)能電池是目前能夠有效地利用太陽(yáng)能的手段之一。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用，但是高昂的成本和嚴(yán)重的環(huán)境污染限制了它的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用。目前，有機(jī)太陽(yáng)能電池（OPV）因其成本

2、低，質(zhì)輕，易于制成大面積柔性器件等優(yōu)點(diǎn)受到了研究者們的青睞，并取得了可喜的進(jìn)展，其中聚合物太陽(yáng)能電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過10％，染料敏化太陽(yáng)能電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到13%。顯然，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到商業(yè)化應(yīng)用的目的，需要研究者們堅(jiān)持不懈地努力去開發(fā)新材料。基于此，本文設(shè)計(jì)并合成了聚合物太陽(yáng)能電池材料和染料敏化太陽(yáng)能電池材料，并對(duì)這些材料的光伏性能，熱性能，電化學(xué)性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　1.我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了兩個(gè)新型的側(cè)

3、鏈型聚合物QP1和QP2，通過第一次把ullazine引入到側(cè)鏈當(dāng)中，來延長(zhǎng)共軛長(zhǎng)度，增加溶解性。在合成二元共聚物QP1后，我們發(fā)現(xiàn)它的光譜較窄，故引入了額外的DPP單元合成三元共聚物QP2來拓寬光譜。最終，我們得到QP1和QP2的Jsc值分別為3.34和5.58mA cm-2,這和QP2的吸收光譜相對(duì)于QP1有所紅移，QP2的空穴遷移率也比QP1的高相一致。它們的Voc分別為0.39和0.58V，這和它們的HOMO能級(jí)值比較高相一致。

4、QP1和QP2的PCE都不是很理想，分別為0.46%和1.34%。
　　2.我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了三個(gè)基于ullazine的有機(jī)染料QD1，QD2和QD3，QD1以氰基乙酸為受體即錨定基團(tuán)，QD2以雙鍵和苯環(huán)為π橋，QD3以雙鍵和噻吩為π橋，QD2和QD3以羧酸為受體即錨定基團(tuán)。最終，我們得到QD2和QD3相對(duì)于QD1的吸收光譜都有所藍(lán)移，它們的Jsc分別為12.28,3.82和2.98mA cm-2, Voc分別為0.65,0.60和