聚3-己基噻吩兩親性嵌段共聚物的合成及光伏性能研究.pdf

1、聚合物太陽能電池具有質(zhì)輕、柔性、低成本、制備工藝簡單及可大面積制造等優(yōu)點(diǎn)，最近研究熱點(diǎn)主要是設(shè)計(jì)、合成新型共軛聚合物材料。在此基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化光伏器件結(jié)構(gòu)、改善光伏活性層薄膜形貌來改善光伏器件性能及壽命等。通過設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)聚合物材料的能帶寬度、控制聚合物分子排列結(jié)構(gòu)、調(diào)控光活性層的薄膜形貌及體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，在光伏領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文的研究內(nèi)容主要包括聚3-己基噻吩兩親性嵌段共聚物的合成及光伏性能的研究，闡明了

2、聚3-己基噻吩嵌段共聚物調(diào)控光伏活性層薄膜形貌、微觀相分離與改善光伏性能之間的關(guān)系。
　　首先，用活性鋅法制備了高規(guī)整度、低分散度的聚3-己基噻吩(P3HT)(Mn=12338g/mol，PDI=1.18)，同時(shí)對(duì)聚乙二醇(PEO)端基進(jìn)行修飾，在此基礎(chǔ)上采用Heck反應(yīng)制備了不同嵌段摩爾比的P3HT-b-PEO共聚物。
　　隨后，研究了嵌段共聚物P3HT-b-PEO的光伏性能。研究結(jié)果表明嵌段共聚物中P3HT和PEO嵌段的

3、摩爾比對(duì)光活性層的薄膜形貌、微觀相分離結(jié)構(gòu)及器件效率有著顯著影響。在P3HT/PC61BM體系中，適當(dāng)嵌段摩爾比的P3HT-b-PEO可分布在P3HT/PC61BM兩相界面之間，形成三元三相體系。光活性層中加入兩親性嵌段共聚物P3HT-b-PEO，一方面利用其自組織行為調(diào)控光活性層P3HT/PC61BM的薄膜形貌和微觀相分離；另一方面利用PEO鏈段的內(nèi)在偶極調(diào)控P3HT/PC61BM界面的能帶排布、促進(jìn)激子分離和抑制載流子復(fù)合。P3HT