基于吩噻嗪和三苯胺的太陽能電池材料的設(shè)計(jì)合成與性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源危機(jī)日益嚴(yán)重，所以清潔的可再生能源逐漸成為人們研究的重點(diǎn)。而太陽能由于其取之不盡、用之不竭一直以來都是人們研究的熱點(diǎn)。目前研究最多的是具有給體單元（Donor）-受體單元（Acceptor）共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池材料，這種D-A型結(jié)構(gòu)能夠降低材料的禁帶寬度進(jìn)而拓寬材料的吸收光譜。本文成功構(gòu)建了一系列新型具有D-A型結(jié)構(gòu)的共軛聚合物和小分子材料，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過核磁共振得到確認(rèn)，分子量通過凝膠色譜法（GPC）測

2、得，此外，還對這些光伏材料的熱性質(zhì)、光學(xué)性能和電化學(xué)等性能進(jìn)行了研究。
　?。?）設(shè)計(jì)并合成了含吩噻嗪結(jié)構(gòu)的雙溴化合物、苯并噁二唑雙溴化合物、苯并噻二唑雙溴化合物和含苯并二噻吩的雙錫化合物。以苯并噁二唑雙溴化合物、含吩噻嗪的雙溴化合物按不同比例（5:1、3:1、1:1、1:3、1:5）和雙錫化合物進(jìn)行共聚得聚合物P1、P2、P3、P4和P5；以苯并噻二唑雙溴化合物、含吩噻嗪的雙溴化合物按不同比例（5:1、3:1、1:1、1:3、1

3、:5）和雙錫化合物進(jìn)行共聚得聚合物P6、P7、P8、P9和P10。熱穩(wěn)定性研究表明，這幾個(gè)聚合物都具有較好的熱穩(wěn)定性，都達(dá)到了制備成聚合物太陽能電池器件的條件；光物理性質(zhì)研究表明，這幾個(gè)聚合物的吸收范圍比較寬；電化學(xué)性質(zhì)研究表明，這幾個(gè)聚合物能帶隙都比較低，與光學(xué)能帶隙相差不大，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了通過控制各單元之間的比例來調(diào)節(jié)聚合物的能帶隙和吸收光譜范圍這一目的。
　?。?）設(shè)計(jì)并合成了以光電性能優(yōu)異的吩噻嗪為給電子單元，吸電子能力較強(qiáng)

4、的丙二腈、2-乙基己基氰基乙酸酯、和3-乙基繞丹寧作吸電子單元構(gòu)建了3種新型的D-A型結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子給體材料。通過測試這些小分子的紫外可見吸收光譜、循環(huán)伏安、熒光光譜和熱穩(wěn)定性，得知這類小分子的吸收光譜比較寬、氧化還原電勢比較低并且具有較好的熱穩(wěn)定性。
　　（3）設(shè)計(jì)并合成了基于帶三苯胺側(cè)鏈的苯并噻二唑衍生物與二噻吩并噻咯、二噻吩并吡咯、二噻吩并環(huán)戊二烯、芴和苯并二噻吩衍生物等的共聚物。對這些聚合物進(jìn)行紫外可見吸收光譜、循環(huán)伏安