基于苯并噻二唑D-A-A1型小分子給體材料的設(shè)計(jì)合成與性質(zhì).pdf

1、小分子太陽(yáng)能電池?fù)碛蟹肿咏Y(jié)構(gòu)明確、原料易得等優(yōu)點(diǎn)引起研究者普遍關(guān)注。對(duì)有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池的研究主要是對(duì)其活性層材料的研究，使用最多的受體材料為富勒烯衍生物，因此，給體材料成為研究的熱點(diǎn)。小分子給體材料研究較多的為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，不對(duì)稱結(jié)構(gòu)研究的較少。但是，不對(duì)稱結(jié)構(gòu)給體材料在染料敏化太陽(yáng)能電池取得了較高的效率。因此，本論文采用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的小分子作為有機(jī)太陽(yáng)能電池的給體材料，取得了較高的光電轉(zhuǎn)化效率（PCE）。
　　本論文采用 D-A-

2、A1型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成了四個(gè)目標(biāo)分子，分子選用苯并噻二唑（BT）為吸電子單元、三苯胺（TPA）為給電子單元、雙氰基乙烯基為末端吸電子單元和引入不同的橋鍵。為了了解目標(biāo)分子的光電性質(zhì)，分別對(duì)其進(jìn)行了DFT理論計(jì)算、紫外-可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試、循環(huán)伏安測(cè)試和器件測(cè)試。
　　分子中引入橋鍵可以調(diào)節(jié)分子的HOMO能級(jí)，引入苯乙烯基和苯乙炔基使HOMO能級(jí)升高，而引入氰基苯乙烯基降低了分子的HOMO能級(jí)。引入橋鍵對(duì)分子的LUMO能級(jí)影響不大，TPA

3、DBTODCN和 TPATBTODCN分子帶隙 Eg降低，而分子TPACNBTODCN的帶隙Eg增大。分子TPACNBTODCN引入氰基苯乙烯基為橋鍵，降低分子的HOMO能級(jí)使器件的開(kāi)路電壓VOC升高，且使分子間的作用力增強(qiáng)，進(jìn)而使光吸收增強(qiáng)。以目標(biāo)分子為給體材料，PC61BM為受體材料制作光伏器件，器件測(cè)試結(jié)果得出，TPACNBTODCN得到最大的轉(zhuǎn)化效率PCE為2.43%。使用四氫呋喃（THF）和丙酮（DMK）對(duì)分子 TPASBTO