含D-A卟啉的聚合物和三苯胺類有機(jī)染料的合成及光伏性能研究.pdf

1、太陽能占地球能量的99％以上,具有取之不盡、用之不竭、沒有污染等特點,太陽能電池已經(jīng)成為世界上研究和開發(fā)的熱點。與無機(jī)太陽能電池相比,有機(jī)太陽能電池由于具有成本低廉、工藝簡單、結(jié)構(gòu)可自行設(shè)計、大面積柔性器件等特點受到了越來越多的關(guān)注。但是,有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率還比較低,與實際應(yīng)用還有一段的距離。為了更好的研究和開發(fā)有機(jī)太陽能電池材料,提高電池的能量轉(zhuǎn)換效率,合成了新型卟啉類聚合物和三苯胺類染料敏化劑,通過核磁共振譜、紅外光譜、飛

2、行質(zhì)譜等表征手段對中間產(chǎn)物以及目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確認(rèn);同時利用紫外可見吸收光譜、循環(huán)伏安等測試方法系統(tǒng)地研究了目標(biāo)聚合物和染料的光物理性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)。此外,還研究了基于卟啉類聚合物和三苯胺類衍生物所制備的太陽能電池的光伏性能,主要得到如下研究結(jié)果:
　　1.合成了一種新型的D-A卟啉衍生物,通過核磁共振氫譜和碳譜、質(zhì)譜分析對化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的表征和確認(rèn)。合成了兩種基于新型的D-A卟啉的聚合物P1和P2,并且應(yīng)用于本體異質(zhì)結(jié)太陽能

3、電池。研究了聚合物的熱性能、光物理性能、電化學(xué)性質(zhì)及光伏性能。實驗結(jié)果表明:二噻吩苯并二噻唑基團(tuán)的引入有效的擴(kuò)寬了卟啉聚合物的吸收光譜,降低了能隙,提高了電荷傳輸性能。基于卟啉聚合物/PCBM本體異質(zhì)結(jié)光伏器件的測試結(jié)果表明,在模擬太陽光條件下,P1和P2的能量轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了0.32%和1.26%。
　　2.通過一系列有機(jī)反應(yīng),如Wittig-Horner反應(yīng)、Vilsmeier-Haack反應(yīng)、Suzuki偶聯(lián)和Stille

4、偶聯(lián)反應(yīng),合成了兩種新型的三苯胺類衍生物DD1和DD2,并且通過核磁共振氫譜和碳譜、紅外光譜、質(zhì)譜分析對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和確認(rèn)。研究了DD1和DD2的光物理性能,其中DD2具有較高的摩爾吸光系數(shù)6.5×104M-1cm-1。針對DD1和DD2不同的結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)性質(zhì),分別組裝成小分子本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池和染料敏化劑的染料敏化太陽能電池?；贒D1的小分子本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池器件,在模擬太陽光條件下,其能量轉(zhuǎn)換效率為0.96%(Voc