基于萘-苝酰亞胺N型共軛聚合物的分子設(shè)計、材料制備和光伏應(yīng)用.pdf

1、自從美國科學(xué)家Alan.J. Heeger等人發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物以來，關(guān)于有機聚合物太陽能電池的材料和器件轉(zhuǎn)換效率的研究受到學(xué)術(shù)和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)有機太陽能電池（OPV）的活性層材料是由聚合物給體和富勒烯衍生物組成混合膜，最近幾年，由于聚合物受體相比富勒烯衍生物受體有很多的優(yōu)越性能，得到學(xué)術(shù)領(lǐng)域的極大關(guān)注，光電轉(zhuǎn)換效率也不斷突破，取得了較好的效果。本文綜述了基于萘/苝酰亞胺（NDI/PDI）的N型共聚物的分子合成，主要研究了受體聚合物

2、的性能對器件光伏性能的重要影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計和合成了基于NDI結(jié)構(gòu)的D-A類四個受體聚合物，理論計算和實驗結(jié)果都說明了分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計會改變分子能級，溶解性和平面性。通過改變分子平面性，我們可以有效的改變分子間的排列，進而改善體異質(zhì)結(jié)的形貌，從而達到6.01％的光伏轉(zhuǎn)換效率。GIWAXS圖表明，良好形貌的形成歸功于中等結(jié)晶性的給受體匹配是形成良好的相分離和電荷傳輸及轉(zhuǎn)移。本工作，對我們后期選擇受體聚合物起到一定的

3、指導(dǎo)作用。⑵基于PDI結(jié)構(gòu)的受體聚合物，是大家關(guān)注并且研究較少的。基于PDI-T的骨架，我們探索受體聚合物的烷基鏈選擇，對器件的光伏性能產(chǎn)生影響。同時噻吩/硒吩（T/Se）作為D單元，接入到骨架中，同樣對光伏性能產(chǎn)生較大的影響，目前我們達到了2.2%光電轉(zhuǎn)換效率。我們將進一步調(diào)控分子重量和優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)，以及更多的表征來詳細的研究混合薄膜中聚合物與聚合物的相分離和形貌。⑶聚合物分子設(shè)計及對相分離尺度的調(diào)控，設(shè)計新型的材料，可以明顯的調(diào)控聚