含吡咯并吡咯二酮、異靛藍衍生物有機材料的合成和光伏性能的研究.pdf

1、太陽能作為一種分布范圍廣、環(huán)境友好和取之不盡用之不竭的新能源得到了世界各國的關(guān)注，目前應用較多的是晶硅太陽能電池，但由于其價格昂貴和造成環(huán)境污染限制了其廣泛的應用。而有機太陽能電池由于其具有質(zhì)量輕、價格低廉以及可制作成柔性大面積器件等優(yōu)點，使得更多的研究者投入其中。而有機太陽能電池中的活性層一般是由有機給體材料和富勒烯受體材料組成，而有機給體材料一般采用給體單元（D）與受體單元（A）交替共聚的結(jié)構(gòu)，有機染料吡咯并吡咯二酮（DPP）和異靛

2、藍均是很好的受體單元，同時在紫外可見光區(qū)具有很強的吸收，因而很適合用于有機太陽能電池中。因此我們成功地設計并合成了基于吡咯并吡咯二酮為受體單元的三個小分子，比較了不同端基對含DPP小分子光伏性能的影響，同時還設計并合成了一個新的含異靛藍的受體單元，并將其首次應用到有機太陽能電池中，并對目標產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)表征和光伏性能的測試，其結(jié)果如下：
　　1.設計并合成了三個窄帶隙的D-A-D型的有機小分子M1、M2和M3，三個小分子均是以DP

3、P為受體單元，其中M1和M3是以萘為端基，M2則是以己基噻吩為端基，并將其均應用于小分子本體異質(zhì)結(jié)（SMBHJ）太陽能電池中。我們研究了這三個小分子的光學性能、電化學性能、熱性能和光伏性能。這三個小分子在475-750nm具有寬的吸收以及低的HOMO能級(5.28eV 5.35eV)。基于這三個小分子M1-M3的最高能量轉(zhuǎn)換效率為2.59％，其中含有萘端基的小分子M1和M3相對于M2來說具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率，是由于其具有更寬的吸收和較

4、好的成膜性能。
　　2.設計并合成了一個新的π共軛延長的異靛藍衍生受體單元，并通過鈀催化偶聯(lián)反應合成了兩個新的有機小分子LY1和LY2以及聚合物P1，其中小分子LY1是以噻吩為端基，LY2是以三苯胺為端基，其中聚合物P1是以苯并二噻吩(BDT)作為給體單元，但由于其溶解性差，故僅對其部分性能進行了表征。我們對小分子LY1和LY2的光學性能、電化學性能、熱性能和光伏性能進行了研究。小分子LY1和LY2顯示出低的HOMO(5.29eV