基于苯并二噻吩和萘的共軛聚合物的合成及光伏性能研究.pdf

1、太陽能作為地球上最豐富的可再生能源，現(xiàn)階段其被人類開發(fā)和利用仍較低。當前對太陽能的利用研究主要集中在無機太陽能電池上，而有機太陽能電池尚未被大規(guī)模利用，因而開發(fā)利用有機太陽能電池具有廣闊的應用前景。同有機太陽能電池相比，無機太陽能電池以硅太陽能電池為主。無機太陽能電池能夠吸收很大部分的太陽光，光電轉(zhuǎn)換效率較高。然而其生產(chǎn)成本較高，且易對環(huán)境造成污染，限制了它的應用。因而，人們迫切需要開發(fā)成本低廉，種類較多，且無污染的新型太陽能電池材料。

2、有機太陽能電池恰好具備這些要素，因而受到了研究者們的關(guān)注和青睞。聚合物太陽能電池是有機太陽能電池中最重要的類別之一。研究者們主要從電池材料的吸收光譜、電荷傳輸性能、分子軌道能級及溶解性，穩(wěn)定性等方面對這些材料進行研究和探討。為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，本論文合成了一系列的聚合物太陽能電池材料，并對其光電性質(zhì)和光伏性能進行了研究，主要研究結(jié)果如下：
　　1.設計并合成了四個基于給電子單元硫烷基噻吩取代的苯并二噻吩（BDTS）和不同的受電子

3、單元的窄帯隙 D-A共軛聚合物 PBDTSFBT, PBDTS-DTFBT, PBDTS-TPD和 PBDTS-DPP。重點研究了受電子單元對共聚物的光物理、電化學、前線分子軌道能級和光伏性能方面的影響?；贐DTS的共聚物具有良好的溶解性和熱穩(wěn)定性、窄的帯隙（1.45-1.88 eV）、深的HOMO能級（5.30-5.51 eV）和高的空穴遷移率（1.14×10-3-1.72×10-2 cm2 V-1 s-1）。通過添加劑DIO和極性

4、溶劑甲醇來優(yōu)化光伏器件?；诠簿畚颬BDTS-DTFBT/PC70BM的光伏器件表現(xiàn)出最佳的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）為3.19％，相應的Voc為0.83 V，Jsc為8.27 mA/cm2， FF為46.42%。
　　2.設計合成了以烷氧基萘和烷氧基噻吩為給電子單元與含有噻吩π橋的氟代苯并噻二唑為受電子單元的共軛聚合物 PN-DTffBT和 PT-DTffBT。研究非共價鍵對共聚物的紫外吸收光譜，軌道能級以及光伏器件方面的影響。由于