有機(jī)-聚合物光伏材料的設(shè)計(jì)、合成及其性能研究.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文有機(jī)聚合物光伏材料的設(shè)計(jì)、合成及其性能研究姓名：路勝利申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：高分子化學(xué)與物理指導(dǎo)教師：楊慕杰20040101浙江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要w／w)／Ba／A1三種本體異質(zhì)結(jié)光伏器件，發(fā)現(xiàn)這三種器件均表現(xiàn)出光伏效應(yīng)。其中PPEBTPCBM器件表現(xiàn)出較高的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到O084％，EQE為27％，比單層PPE—BT器件的EQE提高了23倍。但當(dāng)PPE—BT和PPE—DCNTB與給體MEH—PPV構(gòu)成器件時，

2、其能量轉(zhuǎn)換效率較差，分別為367103％和25410—3％。說明電子在PPEBT和PPE—DCNTB中的遷移率較小，盡管存在光誘導(dǎo)的電荷轉(zhuǎn)移，但在未到達(dá)電極就被捕獲。為了進(jìn)一步提高聚合物的共軛性，采用鈀催化的Heck交叉偶聯(lián)縮聚反應(yīng)又制備了含有電子給體與電子受體單元的聚苯撐乙烯撐交替共聚物，分子鏈中的電子給體與電子受體結(jié)構(gòu)單元以雙鍵相連接。苯并噻二唑?yàn)槭荏w時的聚苯撐乙烯撐交替共聚物稱為PPVBT，含氰基的單體為受體時稱為PPVDCNTB

3、。同相應(yīng)的聚苯撐乙炔撐交替共聚物相比，它們的能帶隙更小，紫外可見吸收與PL發(fā)射有大幅度的紅移，熒光量子效率大大降低(中PPE_BT=O、76，而巾PPvBT=006)。電化學(xué)分析表明PPV—BT比PPE—BT更易得電子被還原，具有較大的電子親和能。而對于PPVDCNTB，由于其分子結(jié)構(gòu)中氰基的含量不高，其本身的電子受體強(qiáng)度不大，與含有吸電子三鍵的PPEDCNTB相比，沒有后者的電子親和能大。用聚苯撐乙烯撐交替共聚物作光活性層的組份，分別

4、制備了三種光伏器件：ITO／PEDOT—PSS／PPVBTPCBM(1／4，w／w)／Ba／A1、ITO／PEDOTPSS／MEH—PPVPPV—BT(1／1，w／w)／Ba／A1及1TO／PEDOTPSS／MEH—PPVPPVDCNTB(1／1，w／w)／Ba／A1，進(jìn)行了光伏性能測試及討論。發(fā)現(xiàn)PPV—BTPCBM器件表現(xiàn)出相對最好的光伏性能，其n。o335％，EQE=1155％。比相應(yīng)的PPE—BTPCBM器件分別提高了4倍和43

5、倍，也比類似文獻(xiàn)報(bào)道的給體／受體交替共聚物與PCBM復(fù)合制各的器件性能好。但其與MEHPPV給體復(fù)合構(gòu)成器件時效率較低，同相應(yīng)的聚苯撐乙炔撐交替聚物與MEHPPV復(fù)合器件的n。在同一個數(shù)量級。本論文還合成了兩個低能帶隙的聚噻吩次甲基聚合物(聚噻吩一對硝基苯甲醛和聚噻吩問溴苯甲醛)，它們的能帶隙均小于18eV。該類聚合物的特點(diǎn)是主鏈上交替存在噻吩的芳香構(gòu)型與醌式構(gòu)型，以擴(kuò)大聚合物的光吸收范圍。它們分別與PCBM復(fù)合構(gòu)成光伏器件的n。分別達(dá)