收藏本站
《湘潭大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

含噻吩和噻唑基元的共轭聚合物的合成和光伏性能研究

国霞  
【摘要】: 由于聚合物太阳能电池(PSCs)与传统无机太阳能电池相比具有制备工艺简单、造价低廉、可制成超薄、大面积柔性器件等优点而倍受关注。但目前聚合物太阳能电池的能量转化效率以及稳定性与无机太阳能电池相比还比较低,还不能实际应用。为了提高聚合物太阳能电池的性能,本论文主要从制约聚合物太阳能电池转化率中共轭聚合物材料的关键影响因素考虑,以拓宽聚合物光伏材料的吸收光谱和调节聚合物能级结构等为出发点,设计合成了三个系列的共轭聚合物太阳能电池新材料。对它们进行了1H-NMR、元素分析等结构表征,同时进行了分子量、热性能基本性能表征,以及紫外-可见吸收分析和电化学分析。分别以它们为光伏材料,制备了本体异质结光伏器件,讨论了光活性层以及光伏器件的性能。具体如下: 1.合成了共聚物(PBDTV),其吸收范围为300-620 nm,覆盖了可见光区内的大部分范围。该材料相对于聚噻吩乙烯等材料来说,热性能和光致发光性能优良。其LUMO和HOMO能级分别为-2.82 eV和-5.16 eV。以聚合物和PC71BM的质量比为1:4制备器件,在AM 1.5, 100 mW/cm2的光照射下,聚合物太阳能电池的开路电压为0.71 V,能量转化效率达到了2.63%。 2.通过不同烷基取代的噻唑和乙烯共聚得到共聚物P1和P2。两个聚合物的吸收光谱覆盖了整个可见光区,噻唑单元的引入有效降低了聚合物的HOMO能级和LUMO能级,两个聚合物的HOMO能级分别达到了-5.32 eV和-5.35 eV。不同烷基对于聚合物的光物理性能和电化学性能的影响不大。以聚合物和PC61BM的质量比为1:1制备器件,在AM 1.5, 100 mW/cm2的光照射下,聚合物的太阳能电池的能量转化效率分别为0.21%和0.15%。 3.制备了用烷基取代联噻唑分别和2,7-二(4’,4’,5’,5’-四甲基-1’,3’,2’-二氧杂戊硼烷-2’-基)-N-9’-十七烷基咔唑以及2,6-二三甲基锡-N-2-乙基己基-二噻并[3,2-b:2’,3-d’]吡咯共聚的D-A共聚物P3和P4。给体单元的改变使聚合物的吸收光谱、电子能级以及光伏性能有明显变化。聚合物P4的吸收光谱相对P3红移,最大吸收峰从472 nm红移到了540 nm;但是聚合物的HOMO能级则由P3的-5.44 eV增大到P4的-4.76 eV。以聚合物和PC61BM的质量比为1:1制备器件,在AM 1.5, 100 mW/cm2的光照射下,两种聚合物的太阳能电池的开路电压和能量转化效率分别为0.82 V,0.3%和0.28 V,0.06%。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O631.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黎立桂;鲁广昊;杨小牛;周恩乐;;聚合物太阳能电池研究进展[J];科学通报;2006年21期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔺旭鹏;强颖怀;肖裕鹏;徐明磊;;薄膜太阳电池研究综述[J];半导体技术;2012年02期
2 邓姝皓;刘丹;王之顺;熊依林;李洪飞;;塑料太阳能电池的研究现状与进展[J];材料开发与应用;2008年04期
3 邢晓坤;;有机薄膜太阳能电池发展探究[J];信息记录材料;2011年06期
4 彭英才;傅广生;;量子点太阳电池的探索[J];材料研究学报;2009年05期
5 木丽萍;谢勇;段卓琪;郑晓虹;;阴极材料对有机太阳电池性能的影响[J];电子元件与材料;2012年04期
6 全威;李贵芳;刘金锁;陈磊;程胜;秦大山;;聚合物太阳能光伏技术研究进展[J];高分子通报;2012年03期
7 王艳荣;徐慎刚;朱慧娥;何志群;曹少魁;;用于太阳能电池的一种钌金属配合物[J];功能材料;2011年S3期
8 张艳萍;王洋;田爱香;;溶剂热法合成CuInS_2微球及表征[J];分子科学学报;2012年05期
9 李月婵;林碧兰;;热力学计算与动力学模拟在材料设计中的应用探索[J];材料导报;2014年01期
10 孔继川;缪娟;;薄膜太阳能电池研究进展[J];化工时刊;2008年07期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 李蛟;PEDOT:PSS薄膜的掺杂改性及其在有机太阳能电池中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
2 邓丹;窄带隙共轭聚合物的制备与光伏性能研究[D];浙江大学;2010年
3 王艳荣;可溶性含钌配合物和空穴传输基团聚酰亚胺光伏材料的合成与表征[D];郑州大学;2011年
4 李国龙;聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究[D];浙江大学;2012年
5 袁忠义;苝酰亚胺和萘酰亚胺类有机半导体的设计、合成及性质研究[D];大连理工大学;2010年
6 柯川;TiO_2纳米管阵列的制备、改性及其光电性能的研究[D];西南交通大学;2013年
7 孔慧;单靶磁控溅射制备CIGS太阳能电池材料的研究[D];华东师范大学;2014年
8 余璇;聚合物太阳电池性能优化:活性层、电子传输层及其表面修饰[D];南开大学;2014年
9 张克智;铜锌锡硫薄膜太阳电池材料和器件的制备与性质研究[D];华东师范大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄辉;聚合物光伏器件和染料敏化太阳能电池柔性对电极的制备与研究[D];湘潭大学;2010年
2 冀前;全湿法制备聚合物太阳能电池的研究[D];北京交通大学;2011年
3 王勇;聚合物太阳能电池的机理及实验研究[D];北京交通大学;2011年
4 张路宁;聚合物/ZnO杂化太阳能电池的制备[D];北京交通大学;2011年
5 姚聪;利用添加剂提高有机光伏电池性能及稳定性[D];天津理工大学;2011年
6 王亚凌;聚合物光伏电池的性能优化及稳定性研究[D];天津理工大学;2011年
7 江彭;聚合物光伏器件和炭气凝胶对电极的制备、优化与机理研究[D];湘潭大学;2011年
8 张春萍;CuO薄膜的制备及其光伏特性研究[D];杭州电子科技大学;2010年
9 李彬;用于太阳能电池的窄带隙共轭聚合物的合成与性能研究[D];西北师范大学;2011年
10 王振;有机光电子器件的磁效应研究[D];西南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 段晓菲,王金亮,毛景,裴坚;有机太阳能电池材料的研究进展[J];大学化学;2005年03期
2 李凤英,徐菊华,李玉良,范楼珍,任德原,朱道本;C_(60)衍生物的光电导性能研究[J];科学通报;1998年17期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张璐;封伟;;树枝状共轭聚合物研究[J];化学进展;2007年Z1期
2 刘中义;李彦军;黄鹏程;;一种新型低带隙共轭聚合物的合成及其光学性质[J];化学学报;2008年08期
3 支俊格;徐秀玲;申进波;赵玮;佟斌;董宇平;;荧光共轭聚合物在生物大分子检测中的应用[J];化学进展;2009年04期
4 贺芳;王树;;基于水溶性共轭聚合物的蛋白质检测[J];化学进展;2009年11期
5 陈涛;徐慎刚;王艳荣;曹少魁;;含金属配合物的共轭聚合物研究进展[J];高分子通报;2010年02期
6 徐巍栋;赖文勇;范曲立;黄维;;水溶性共轭聚合物研究与应用进展[J];中国科学:化学;2011年03期
7 赵瑞阳;张文思;马於光;;共轭聚合物的结构缺陷及对光电性能的影响[J];高分子学报;2011年09期
8 李慧;梁小蕊;王坤;周鸣宇;;有机共轭聚合物概述[J];科技创新导报;2012年05期
9 蔡小慧;石琳;刘兴奋;黄艳琴;范曲立;黄维;;共轭聚合物的功能化及在生物/化学分析领域的应用[J];化学进展;2013年06期
10 李鸣凤;;荧光共轭聚合物传感器研究进展[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2013年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王树;;共轭聚合物的生物识别与传感研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
2 胡玉琴;肖毅;黄红梅;尹笃林;肖小明;;新型荧光共轭聚合物的合成及光学性能的研究[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
3 陈仕艳;应燕君;王华平;;新型给受体结构的共轭聚合物的合成及光电性能[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
4 路胜利;曹镛;;新型乙烯撑和乙炔撑给体与受体交替共轭聚合物的光伏性能研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
5 马於光;;共轭聚合物中的结构缺陷研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
6 王立冬;陆丹;马於光;;纳米SiO_2/共轭聚合物复合物结构及光学性质[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
7 张文思;路萍;马於光;;微波辅助高质量共轭聚合物合成[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 张磊;崔元臣;;含联苯共轭聚合物的合成[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 陈亚刚;田洪坤;耿延候;王佛松;;基于含N、S稠环芳香化合物的共轭聚合物的合成、表征及其在有机薄膜晶体管中的应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 彭强;;共轭聚合物材料的设计合成及其光电性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾文南;聚芳烃二炔类水溶性共轭聚合物的合成及其在传感器中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
2 冯继昌;荧光共轭聚合物的合成、表征及荧光传感特性[D];浙江大学;2010年
3 胡超;新型给体—受体共轭聚合物的设计、合成及其有机光伏太阳能电池性能研究[D];上海交通大学;2013年
4 邱丰;星状共轭聚合物的单分子胶束化发光策略及其应用[D];上海交通大学;2013年
5 向刚;以苯并咪唑类衍生物为识别基的共轭聚合物的设计、合成及化学传感特征[D];华南理工大学;2013年
6 叶心亮;荧光共轭聚合物在化学传感器上的应用[D];华南理工大学;2014年
7 张志勇;分子刷型水溶性共轭聚合物的合成、表征与传感应用研究[D];南京邮电大学;2012年
8 王晓晨;新型共轭聚合物的合成及其光电性能研究[D];北京化工大学;2012年
9 曹康丽;新型共轭聚合物的设计、合成及光电性能研究[D];上海交通大学;2012年
10 卢晓梅;水溶性共轭聚合物分子刷/无机纳米粒子复合材料的制备及生物应用[D];南京邮电大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王胜锋;阳离子荧光共轭聚合物的合成及其在生物分子检测中的应用[D];湖南大学;2008年
2 王安宁;荧光共轭聚合物合成及其在金属离子检测中的应用[D];南京大学;2011年
3 李江辉;吩噻嗪共轭聚合物的合成与性能表征[D];郑州大学;2007年
4 赵晓丽;一种放大荧光共轭聚合物的制备及应用研究[D];吉林大学;2008年
5 李东;水溶性荧光共轭聚合物的合成及其应用研究[D];吉林大学;2008年
6 古丽巴哈尔·达吾提;含苯并三氮唑单元的π共轭聚合物的合成与性能研究[D];新疆大学;2012年
7 雷艳丽;炔基取代的多色功能共轭聚合物的合成及衍生修饰[D];新疆大学;2013年
8 陈学文;新型苯并二杂环基共轭聚合物光伏材料的设计合成及应用[D];中南大学;2013年
9 唐雪艳;新型聚苯撑乙炔类共轭聚合物的合成以及荧光传感研究[D];湖南师范大学;2013年
10 胡玉琴;新型水溶性聚苯乙炔—吡啶类共轭聚合物的合成及荧光传感应用研究[D];湖南师范大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026