基于吩噻嗪和三苯胺的太陽能電池材料的設計合成與性能研究.pdf

1、隨著經濟的快速發(fā)展，能源危機日益嚴重，所以清潔的可再生能源逐漸成為人們研究的重點。而太陽能由于其取之不盡、用之不竭一直以來都是人們研究的熱點。目前研究最多的是具有給體單元（Donor）-受體單元（Acceptor）共軛結構的有機太陽能電池材料，這種D-A型結構能夠降低材料的禁帶寬度進而拓寬材料的吸收光譜。本文成功構建了一系列新型具有D-A型結構的共軛聚合物和小分子材料，它們的化學結構通過核磁共振得到確認，分子量通過凝膠色譜法（GPC）測

2、得，此外，還對這些光伏材料的熱性質、光學性能和電化學等性能進行了研究。
　?。?）設計并合成了含吩噻嗪結構的雙溴化合物、苯并噁二唑雙溴化合物、苯并噻二唑雙溴化合物和含苯并二噻吩的雙錫化合物。以苯并噁二唑雙溴化合物、含吩噻嗪的雙溴化合物按不同比例（5:1、3:1、1:1、1:3、1:5）和雙錫化合物進行共聚得聚合物P1、P2、P3、P4和P5；以苯并噻二唑雙溴化合物、含吩噻嗪的雙溴化合物按不同比例（5:1、3:1、1:1、1:3、1

3、:5）和雙錫化合物進行共聚得聚合物P6、P7、P8、P9和P10。熱穩(wěn)定性研究表明，這幾個聚合物都具有較好的熱穩(wěn)定性，都達到了制備成聚合物太陽能電池器件的條件；光物理性質研究表明，這幾個聚合物的吸收范圍比較寬；電化學性質研究表明，這幾個聚合物能帶隙都比較低，與光學能帶隙相差不大，同時也實現(xiàn)了通過控制各單元之間的比例來調節(jié)聚合物的能帶隙和吸收光譜范圍這一目的。
　?。?）設計并合成了以光電性能優(yōu)異的吩噻嗪為給電子單元，吸電子能力較強

4、的丙二腈、2-乙基己基氰基乙酸酯、和3-乙基繞丹寧作吸電子單元構建了3種新型的D-A型結構的有機小分子給體材料。通過測試這些小分子的紫外可見吸收光譜、循環(huán)伏安、熒光光譜和熱穩(wěn)定性，得知這類小分子的吸收光譜比較寬、氧化還原電勢比較低并且具有較好的熱穩(wěn)定性。
　?。?）設計并合成了基于帶三苯胺側鏈的苯并噻二唑衍生物與二噻吩并噻咯、二噻吩并吡咯、二噻吩并環(huán)戊二烯、芴和苯并二噻吩衍生物等的共聚物。對這些聚合物進行紫外可見吸收光譜、循環(huán)伏安