基于5,7-二噻吩基-2,3-二辛基噻吩[3,4-d]噠嗪-1,4-二酮聚合物的合成及性能研究.pdf

1、近日，能源危機日趨嚴峻的形勢極大地推進了太陽能等清潔能源開發(fā)的進程。由于聚合物太陽能電池的制備工藝簡單，重量輕，能夠大面積制備的優(yōu)點得到研究學者的廣泛關注。目前，已經(jīng)報道的聚合物太陽能電池器件的能量轉化效率已經(jīng)達到10.6％，逐漸接近實際規(guī)模化使用的效率。聚合物太陽能電池器件中活性層材料的吸收光譜與太陽光譜的匹配程度以及給體、受體材料間載流子的遷移率是決定太陽能電池性能的重要因素。因此，設計和合成綜合性能優(yōu)良的共軛聚合物給體材料具有非常

2、重要的意義。本論文中通過設計并合成具有較強吸電子能力的受體單元，然后與富電子單元共聚，形成具有低能帶隙的共軛聚合物，以期更高效率地利用太陽光，來獲得較高的光伏器件轉化效率。
　　主要工作內容如下:
　　1、基于噻吩[3，4-d]吡咯-4，6-二酮(TPD)單元結構簡單，性能優(yōu)異的特點對其進行改性，合成制備出吸電子能力更強的噻吩[3，4-d]噠嗪-1，4-二酮(DHTPD)。考慮到增強聚合物主鏈的共平面性，利于降低聚合物鏈間的

3、堆積距離從而能夠使所得到光伏器件具備更好的性能，在DHTPD單元的兩側分別引入一個噻吩環(huán)橋得到新型受體單元DT-DHTPD。
　　2、選擇三種結構簡單，性能優(yōu)異的富電子單體2，5-二（三甲基錫）噻吩單元、5，5'-二（三甲基錫）-2，2'-二噻吩、1，4-亞苯基二硼酸-頻哪醇酯分別與新型的受體單元DT-DHTPD聚合，得到具有D-π-A結構的共軛聚合物PDTPD-3T(P1)、PDTPD-4T(P2)、PDTPD-TPT(P3)。

4、我們通過NMR表征了聚合物P1，P2，P3，對其相對分子質量，熱性能、光學性能、固態(tài)堆積性能以及電化學性能進行了表征與分析，并得到了三種聚合物溶液在不同溫度下對太陽光吸收的差異?；诰酆衔颬1，P2及P3與PC71BM的聚合物太陽能光伏器件的光電轉化效率分別是3.32％(Voc=0.61 v,Jsc=10.99 mA/cm2, FF=0.49),1.79％(Voc=0.62 V,Jsc=10.11 mA/cm2,FF=0.47)和2.7