基于異靛單元的有機小分子光伏材料的合成與性質.pdf

1、本體異質結有機光伏電池由于具有質輕、價廉和柔韌性好等突出的特點成為光伏電池領域中的研究熱點。在過去的幾年中，科學家投入了很大的精力來研究聚合物本體異質結有機光伏電池，并取得突出的成果，最大光電轉換效率為10.61％。相比于聚合物有機光伏材料，小分子有機光伏材料具有很多優(yōu)勢，例如具有明確的化學結構，易于修飾和提純。目前，小分子本體異質結有機光伏電池的光電轉換效率已經超過了10％。為滿足商業(yè)化的要求，科研工作者要不斷設計并合成新型有機小分子

2、光伏材料，以獲得較高的光電轉化效率。
　　本文設計并合成了8種以異靛為吸電子單元的D-A-D型分子。根據給電子單元的不同，這8種分子可分為兩個系列，分別為系列A和系列B。系列A以三苯胺為給電子單元，分別采用苯，苯乙烯，苯丙烯腈和苯乙炔為橋鍵與異靛相連;系列B以咔唑和芴為給電子單元，直接或者通過碳碳三鍵與異靛相連。通過密度泛函理論計算、紫外-可見光吸收、循環(huán)伏安測試分別研究了分子基態(tài)下的電子云分布及能級、光學性能、電化學性能。最后制

3、作了溶液過程本體異質結有機光伏電池并測試了其光伏性能。基于以上測試，獲得以下結論：⑴基于異靛單元的小分子材料具有低的HOMO能級，可獲得0.9V以上的高的開路電壓。⑵對于系列B，以咔唑為給電子單元的材料比以芴為給電子單元的材料在各方面都呈現更佳的性能;碳碳三鍵的插入使分子有好的平面性，并且能夠調整分子的能級和能帶。⑶對于系列A，苯丙烯腈作為橋鍵可以有效額降低HOMO能級，并能提高分子的光吸收性能。(TPACB)2ID的光電轉化效率為3.