含D-A卟啉的聚合物和三苯胺類有機(jī)染料的合成及光伏性能研究.pdf

1、太陽(yáng)能占地球能量的99％以上,具有取之不盡、用之不竭、沒(méi)有污染等特點(diǎn),太陽(yáng)能電池已經(jīng)成為世界上研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。與無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池相比,有機(jī)太陽(yáng)能電池由于具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)可自行設(shè)計(jì)、大面積柔性器件等特點(diǎn)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。但是,有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率還比較低,與實(shí)際應(yīng)用還有一段的距離。為了更好的研究和開(kāi)發(fā)有機(jī)太陽(yáng)能電池材料,提高電池的能量轉(zhuǎn)換效率,合成了新型卟啉類聚合物和三苯胺類染料敏化劑,通過(guò)核磁共振譜、紅外光譜、飛

2、行質(zhì)譜等表征手段對(duì)中間產(chǎn)物以及目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確認(rèn);同時(shí)利用紫外可見(jiàn)吸收光譜、循環(huán)伏安等測(cè)試方法系統(tǒng)地研究了目標(biāo)聚合物和染料的光物理性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)。此外,還研究了基于卟啉類聚合物和三苯胺類衍生物所制備的太陽(yáng)能電池的光伏性能,主要得到如下研究結(jié)果:
　　1.合成了一種新型的D-A卟啉衍生物,通過(guò)核磁共振氫譜和碳譜、質(zhì)譜分析對(duì)化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的表征和確認(rèn)。合成了兩種基于新型的D-A卟啉的聚合物P1和P2,并且應(yīng)用于本體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能

3、電池。研究了聚合物的熱性能、光物理性能、電化學(xué)性質(zhì)及光伏性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:二噻吩苯并二噻唑基團(tuán)的引入有效的擴(kuò)寬了卟啉聚合物的吸收光譜,降低了能隙,提高了電荷傳輸性能?；谶策酆衔?PCBM本體異質(zhì)結(jié)光伏器件的測(cè)試結(jié)果表明,在模擬太陽(yáng)光條件下,P1和P2的能量轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了0.32%和1.26%。
　　2.通過(guò)一系列有機(jī)反應(yīng),如Wittig-Horner反應(yīng)、Vilsmeier-Haack反應(yīng)、Suzuki偶聯(lián)和Stille

4、偶聯(lián)反應(yīng),合成了兩種新型的三苯胺類衍生物DD1和DD2,并且通過(guò)核磁共振氫譜和碳譜、紅外光譜、質(zhì)譜分析對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和確認(rèn)。研究了DD1和DD2的光物理性能,其中DD2具有較高的摩爾吸光系數(shù)6.5×104M-1cm-1。針對(duì)DD1和DD2不同的結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)性質(zhì),分別組裝成小分子本體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池和染料敏化劑的染料敏化太陽(yáng)能電池?；贒D1的小分子本體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池器件,在模擬太陽(yáng)光條件下,其能量轉(zhuǎn)換效率為0.96%(Voc