聚合物太陽能電池活性材料的制備與表征.pdf

1、隨著化石能源的日益消耗，自然環(huán)境在當今工業(yè)發(fā)展下不斷被破壞,這些都成為影響國際社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。太陽能作為一種高效環(huán)保的新能源在近幾年得到人們的重視,其中有機太陽能電池的研發(fā)與利用成為近幾年的熱點。目前太陽能電池最重要的研發(fā)方向是提高光電轉(zhuǎn)化效率、改善太陽能電池的穩(wěn)定性、延長電池使用壽命。
　　基于上述原因,本論文設(shè)計并合成了兩種D-A型結(jié)構(gòu)的噻吩-富勒烯體系化合物用作太陽能電池的新活性材料，希望其能提高電池的轉(zhuǎn)換效率。本研

2、究利用5,5-二羥甲基環(huán)戊[c]并噻吩與氯甲酰乙酸乙酯進行酯化反應(yīng)，制備的中間體再與 C60發(fā)生 Bingel反應(yīng)，得到兩種新結(jié)構(gòu)的D-A型C60-噻吩目標化合物：2-1和2-2，其結(jié)構(gòu)完全被表征，并對它們的光電性質(zhì)進行了分析。
　　進一步對已合成的兩個D-A型結(jié)構(gòu)的噻吩-富勒烯體系化合物和已知的受體材料PCBM進行高斯量子化學(xué)理論計算。使用從頭算算法，采用6-31（d）大基組對這三個化合物的前線軌道以及熱力學(xué)性質(zhì)進行計算，得到了

3、優(yōu)化后的分子結(jié)構(gòu)，根據(jù)計算結(jié)果可知化合物2-2和化合物2-1的分子能級差均低于PCBM。并對化合物2-2的二聚體進行了計算，結(jié)果顯示化合物2-2的二聚體能級差低于化合物2-2。
　　因為化學(xué)方法對化合物2-2聚合效果不理想，進而我們嘗試通過電化學(xué)方法，使化合物2-1、2-2在電極表面進行自身聚合，并且化合物2-2與已合成的修飾噻吩單體A聚合。通過觀察伏安曲線氧化還原峰的遷移情況，以及反應(yīng)過程中電流密度的變化情況，并結(jié)合理論計算結(jié)果