基于卟啉染料和聚合物光伏材料的合成及性能研究.pdf

1、能源問題是目前人類生存和發(fā)展所面臨的最主要的問題。隨著化石能源的逐步減少及全世界對(duì)能源的需求的增大，開發(fā)新能源成為了科研工作者們的研究熱點(diǎn)。太陽(yáng)能作為一種分布廣泛、取之不盡并且環(huán)境友好的能源，引起了世界各國(guó)竟相開發(fā)和研究。目前，太陽(yáng)能電池歷經(jīng)幾十年的發(fā)展已經(jīng)到了第三代有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSCs）階段，但是這類電池的發(fā)展時(shí)間還不長(zhǎng)，它們的光電轉(zhuǎn)換效率還未達(dá)到實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的要求。因此為了提高材料的光伏性能，我們以拓寬光譜、增強(qiáng)光吸收強(qiáng)度以及調(diào)控

2、材料的分子能級(jí)為目的，設(shè)計(jì)合成了兩類共六種太陽(yáng)能電池材料，我們通過采用核磁共振、飛行質(zhì)譜等方法對(duì)合成的中間體及目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。并用紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、循環(huán)伏安法等方法對(duì)這六種材料的光物理、電化學(xué)及光伏性能等進(jìn)行了測(cè)試。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.設(shè)計(jì)并合成了三種卟啉染料SF，BSF和NSF，它們分別以三苯胺和N,N-二甲基-4-乙炔基-苯胺為給體基元，橋連了乙炔基噻吩和乙炔基并噻吩的卟啉衍生物作為π橋，羧酸基團(tuán)為

3、錨定基團(tuán)。我們測(cè)試了三種染料的光物理，電化學(xué)和光電性能等性能。研究表明，用并噻吩作為橋連基元的兩個(gè)卟啉染料BSF和NSF的吸收光譜有明顯的拓寬并且紅移，同時(shí)這兩種染料的HOMO-LUMO之間的能隙相對(duì)于SF有明顯的降低，因此BSF和NSF獲得較好的光伏性能。染料BSF和NSF在AM1.5模擬太陽(yáng)光下測(cè)得的光電轉(zhuǎn)換效率分別為4.53％和3.98％。
　　2.以基于苯并二噻吩（BDT）和在可見光區(qū)具有較寬吸收的吡咯并吡咯二酮（DPP）