含三苯胺、噻吩、苯并噻二唑的光伏材料合成及性能研究.pdf

1、太陽能作為可再生能源之一尚未被完全開放利用。盡管基于無機半導體的無機太陽能電池能有效的捕獲太陽光,但是其成本過高而且環(huán)境不友好,正是這些原因大大推動了有機太陽能電池的研究。有機太陽能電池成本、低易加工、原料來源廣泛。其中聚合物太陽能電池(PSCs)和染料敏化太陽能電池(DSSCs)的已成為科學家們矚目的對象。有機太陽能電池材料的吸收光譜、空穴傳輸性能和溶解性對太陽能電池效率有很大的影響。為了拓寬和增強給體材料的吸收光譜、提高其空穴傳輸性

2、能和溶解性,本論文設計并合成一系列新型光伏材料。結果如下:
　　1.合成了三種新型含三苯胺、苯并噻二唑和噻吩的共軛聚合物P1、P2和P3,并將聚合物應用于PSCs。測試了聚合物的熱學、光學、電化學及光電等方面的性能。結果表明:三苯胺單元(TPA和TPD)對拓寬聚合物的吸收光譜、提高空穴傳輸性能和光伏性能有重要作用。在模擬太陽光AM1.5100mW/cm2下,基于三種低能隙聚合物/PC61BM(1:4w/w)制作的PSCs的光電轉換

3、效率分別為0.97％、0.49%、1.11%。
　　2.合成了一個含有雙 N,N-二對甲苯基苯胺為電子給體,3-己基噻吩為π-共軛體系和氰基乙酸為電子受體的非金屬有機小分子染料FD1。研究了在π-共軛體系引入雙鍵對染料的光物理、電化學、光伏性能的影響。研究表明,累積雙鍵可以使FD1的紫外吸收光譜拓寬并紅移,摩爾吸光系數(shù)明顯增大。通過對溶劑和二氧化鈦膜厚的優(yōu)化,在模擬太陽光照射下(AM1.5,100mW/cm2),基于染料FD1的D