D-π-A結(jié)構(gòu)的超支化聚合物和線型雙給體有機染料的合成及光伏性能研究.pdf

1、本論文介紹了染料敏化太陽能電池(DSSCs)的基本知識,重點綜述了染料敏化劑的研究進展。染料敏化劑是影響DSSCs能量轉(zhuǎn)換效率的關鍵因素,因此本論文以構(gòu)筑新型結(jié)構(gòu)的染料敏化劑為出發(fā)點,設計并合成了一系列具有給體-共軛橋-受體(D-π-A)結(jié)構(gòu)的超支化聚合物和D-D-π-A結(jié)構(gòu)的線型雙給體有機染料敏化劑。通過核磁共振、紅外光譜、飛行質(zhì)譜等分析測試手段對所合成的化合物的結(jié)構(gòu)進行了表征,并利用紫外光譜、熒光光譜、循環(huán)伏安等系統(tǒng)地研究了所合成的

2、超支化聚合物和有機小分子染料的光物理性質(zhì)和電化學性質(zhì)。同時,研究了基于所合成的超支化聚合物和雙給體有機染料所組裝的染料敏化太陽能電池的光伏性能。本論文獲得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.設計并通過A3+B2型Wittig-Horner聚合反應合成了三種新型的具有相同的共軛核結(jié)構(gòu)和不同端基的超支化聚合物(H-tpa,H-cya和H-pca),并系統(tǒng)地研究了不同的端基對超支化聚合物的光物理、電化學和光伏性能的影響。研究結(jié)果表明在超支化聚

3、合物中引入D-π-A結(jié)構(gòu)有利于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移和光電流的產(chǎn)生;并且超支化聚合物的三維空間結(jié)構(gòu)可有效抑制其自身在TiO2表面的聚集,降低了激子復合幾率。在模擬太陽光AM1.5 G(100 mW/cm2)照射下,基于染料H-pca敏化的太陽能電池表現(xiàn)出最好的光伏性能,其能量轉(zhuǎn)換效率達到了3.93％(Jsc=8.78 mA/cm2,Voc=0.65 V,FF=0.688)。
　　2.設計并合成了三個具有D-D-π-A結(jié)構(gòu)的線型雙給體有機小