基于DPP的有機(jī)小分子光伏材料的合成與性質(zhì).pdf

1、有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池因價(jià)格低廉、材料多樣且易合成等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。溶液過(guò)程體異質(zhì)結(jié)(BHJ)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)可顯著地增大給體-受體界面，進(jìn)而提高電池的光伏性能，近年來(lái)被廣泛研究。為了加快溶液過(guò)程體異質(zhì)結(jié)有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)化進(jìn)程，亟需開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本低、性能優(yōu)良的有機(jī)小分子材料。
　　有機(jī)小分子中連接吸電子單元(A)或給電子單元(D)形成A-A結(jié)構(gòu)或D-A結(jié)構(gòu)可促進(jìn)分子內(nèi)電荷遷移，同時(shí)降低分子能級(jí)。本文選取吡咯并吡咯二酮(DPP)

2、為中心吸電子單元成功設(shè)計(jì)并合成了A-A-A型和D-A-D型兩個(gè)系列的有機(jī)小分子光伏給體材料。其中A-A-A系列小分子以強(qiáng)吸電子性基團(tuán)為末端電子受體，烷基噻吩為共軛橋連基團(tuán);而D-A-D系列小分子以三苯胺(TPA)為末端給電子單元同時(shí)以苯乙烯作為共軛橋連基團(tuán)。此外，在DPP核和噻吩環(huán)上引入烷基側(cè)鏈，三苯胺末端引入烷氧基增加材料的溶解性。
　　為了從分子層面研究化合物的性質(zhì)，利用Gaussian09軟件通過(guò)密度泛函(DFT)理論計(jì)算分

3、子基態(tài)下的分子幾何構(gòu)型和電子云分布，通過(guò)紫外-可見(jiàn)吸收和循環(huán)伏安測(cè)試研究了材料的光物理性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，研究表明，這些化合物在300-800 nm范圍內(nèi)具有較強(qiáng)的光吸收。從電化學(xué)測(cè)試結(jié)果可以看出，這些化合物均具有合適的能級(jí)以滿足和PCBM進(jìn)行有效的電子遷移。為了進(jìn)一步的探索這些材料的光伏性質(zhì)，本論文制作了結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT∶PSS/Donors∶PC61BM(1∶2，w/w)/Al的溶液過(guò)程BHJ有機(jī)太陽(yáng)能電池，在模擬太陽(yáng)光AM1