含吡咯并吡咯二酮、異靛藍(lán)衍生物有機(jī)材料的合成和光伏性能的研究.pdf

1、太陽(yáng)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(guó)的關(guān)注，目前應(yīng)用較多的是晶硅太陽(yáng)能電池，但由于其價(jià)格昂貴和造成環(huán)境污染限制了其廣泛的應(yīng)用。而有機(jī)太陽(yáng)能電池由于其具有質(zhì)量輕、價(jià)格低廉以及可制作成柔性大面積器件等優(yōu)點(diǎn)，使得更多的研究者投入其中。而有機(jī)太陽(yáng)能電池中的活性層一般是由有機(jī)給體材料和富勒烯受體材料組成，而有機(jī)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(jī)染料吡咯并吡咯二酮（DPP）和異靛

2、藍(lán)均是很好的受體單元，同時(shí)在紫外可見(jiàn)光區(qū)具有很強(qiáng)的吸收，因而很適合用于有機(jī)太陽(yáng)能電池中。因此我們成功地設(shè)計(jì)并合成了基于吡咯并吡咯二酮為受體單元的三個(gè)小分子，比較了不同端基對(duì)含DPP小分子光伏性能的影響，同時(shí)還設(shè)計(jì)并合成了一個(gè)新的含異靛藍(lán)的受體單元，并將其首次應(yīng)用到有機(jī)太陽(yáng)能電池中，并對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和光伏性能的測(cè)試，其結(jié)果如下：
　　1.設(shè)計(jì)并合成了三個(gè)窄帶隙的D-A-D型的有機(jī)小分子M1、M2和M3，三個(gè)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(yīng)用于小分子本體異質(zhì)結(jié)（SMBHJ）太陽(yáng)能電池中。我們研究了這三個(gè)小分子的光學(xué)性能、電化學(xué)性能、熱性能和光伏性能。這三個(gè)小分子在475-750nm具有寬的吸收以及低的HOMO能級(jí)(5.28eV 5.35eV)。基于這三個(gè)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(duì)于M2來(lái)說(shuō)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(shè)計(jì)并合成了一個(gè)新的π共軛延長(zhǎng)的異靛藍(lán)衍生受體單元，并通過(guò)鈀催化偶聯(lián)反應(yīng)合成了兩個(gè)新的有機(jī)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(duì)其部分性能進(jìn)行了表征。我們對(duì)小分子LY1和LY2的光學(xué)性能、電化學(xué)性能、熱性能和光伏性能進(jìn)行了研究。小分子LY1和LY2顯示出低的HOMO(5.29eV