基于苝酐類(lèi)電子受體的設(shè)計(jì)合成與性能研究.pdf

1、隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展與化石資源的枯竭，太陽(yáng)能作為一種新能源逐步引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。有機(jī)太陽(yáng)能電池的迅速發(fā)展使得人們對(duì)其進(jìn)行了深入的研究。常見(jiàn)的有機(jī)太陽(yáng)能電池通常采用給體聚合物或小分子與富勒烯衍生物受體的共混薄膜作為活性層?；诜歉焕障┦荏w材料的有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率逐漸提高，而作為非富勒烯受體材料的苝酰亞胺類(lèi)的受體小分子表現(xiàn)出最好的光伏性能。本論文主要以苝酐為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并合成了一系列苝酐類(lèi)電子受體化合物，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試研究。

2、具體研究工作如下：
　　1.設(shè)計(jì)并合成了三個(gè)分別含有苯、呋喃和噻吩結(jié)構(gòu)單元的苝酐類(lèi)電子受體化合物，分別用4-甲酰苯硼酸、5-甲酰-2-呋喃硼酸和5-甲酰-2-噻吩硼酸與長(zhǎng)鏈苝酐四溴代化合物偶聯(lián)，再與丙二腈反應(yīng)，最終的目標(biāo)產(chǎn)物，并用MALDI-TOF證實(shí)了結(jié)構(gòu)正確。這三種化合物都具有良好的溶解性，能溶解在常見(jiàn)的溶劑里如：CH2Cl2和THF等。這些化合物都具有較高的紫外吸收值和熒光發(fā)射值，其中含苯結(jié)構(gòu)單元的化合物表現(xiàn)出明顯的紅移現(xiàn)象

3、。它們?cè)诒∧ぶ幸灿休^強(qiáng)的熒光，并且薄膜中的紫外熒光值較溶液中紅移，是因?yàn)樵诒∧ぶ杏芯奂F(xiàn)象。對(duì)W2和W3進(jìn)行了太陽(yáng)能電池方面的測(cè)試，結(jié)果顯示W(wǎng)2的光電轉(zhuǎn)化效率PCE為1.79?， W3的光電轉(zhuǎn)化效率PCE為0.39?。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是化合物的純度不夠高。
　　2.首先設(shè)計(jì)并合成了一個(gè)含-CN的短鏈苝酐類(lèi)電子受體化合物，并對(duì)其結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。在太陽(yáng)能電池器件中對(duì)其進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換效率測(cè)試時(shí)，由于分子共軛性大，溶解性較差，未能