基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機理的波長轉(zhuǎn)移材料的合成與應用研究.pdf

1、本論文針對碲化鎘太陽能電池在550nm以下光譜響應弱和550nm以上光譜響應強的特點，提出了利用波長轉(zhuǎn)移膜對太陽光的光譜分布進行改變，提高碲化鎘太陽能電池的輸出電流強度的方法。波長轉(zhuǎn)移膜可以將550nm以下的光子轉(zhuǎn)換為550nm以上的光子。在波長轉(zhuǎn)移膜中，起到光子轉(zhuǎn)換作用的是波長轉(zhuǎn)移材料。波長轉(zhuǎn)移材料一般是能夠吸收和發(fā)射光子的熒光分子，這些熒光分子需要有合適的吸收(λabs<550nm)和發(fā)射(λem>550nm)光譜范圍，大的斯托克斯

2、位移（△λ=175nm）以及高的熒光量子產(chǎn)率(φf=1.00)。本文旨在探討如何通過分子設計來合成適合于波長轉(zhuǎn)移材料要求的熒光分子。本文以分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機制作為基礎，合成了3類共16種熒光分子。它們分別是具有合適吸收和發(fā)射范圍的苯并噻二唑三苯胺類熒光分子（4種），具有大斯托克斯位移的三苯胺丙二腈類熒光分子（9種）和具有高熒光量子產(chǎn)率的四苯基乙烯丙二腈類熒光分子(3種）。它們的具體波長轉(zhuǎn)移特性如下：
　　苯并噻二唑三苯胺類熒光分子具

3、有低于550nm以下的吸收光譜范圍和高于550nm以上的發(fā)射光譜范圍。它們具有電子供體一電子受體類熒光分子的結(jié)構它們的結(jié)構決定了分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移強度，其中具有不對稱結(jié)構和甲氧基結(jié)構的DTBT-TPA-DMe0具有最大的斯托克斯位移(△λ=195nm)。根據(jù)理論計算的結(jié)果，激發(fā)態(tài)結(jié)構較平面化的DTBT-TPA分子具有最大的熒光量子產(chǎn)率(φf=0.33)。
　　三苯胺丙二腈類熒光分子具有大的斯托克斯位移(△λ=100-220nm)。它們

4、具有電子供體一電子受體類熒光分子的結(jié)構。它們的斯托克斯位移主要由分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移強度決定。熒光分子OTPA-BDCN具有最大的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移強度，它的斯托克斯位移最大（△λ=213nm）。然而，較大的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移強度會影響這些分子的熒光量子產(chǎn)率(φf<0.20)。
　　四苯基乙烯丙二腈類熒光分子具有高的熒光量子產(chǎn)率(φf>0.50)。雖然這三種熒光分子的吸收和發(fā)射光譜范圍不能理想地達到波長轉(zhuǎn)移材料的要求，但是它們同時具有分子內(nèi)電荷