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有机太阳能电池中光电聚合材料合成与表征的研究

刘佳  
【摘要】: 太阳能作为一种新能源,必将成为人类能源中重要的组成部分。有机聚合物太阳能电池由于光电转换效率较低,仍需要进行大量的研究工作解决各种存在的问题。本文从聚合物材料的角度出发,寻找提高太阳能电池效率的途径。实验以对苯二酚为原料,经过醚化反应、氯苄化反应、聚合反应等步骤合成了聚对苯撑乙炔衍生物:对称型型聚(2,5-二丁氧基)对苯撑乙炔和非对称型型聚(2-烷氧基-5-异辛氧基)对苯撑乙炔。 在对1,4-二丁基苯二醚合成实验的研究中,建立了该醚化反应的动力学模型,确定该反应为两个单向连续的一级反应,并且对反应的速率常数、活化能等参数进行了计算。在非对称型双醚的合成过程中,根据1,4-二丁基苯二醚反应的动力学方程得出的结论改变实验条件,选择了比较合适的合成工艺,提高了非对称型双醚的产率。 在聚合反应中,通过改变合成原料中双氯苄化产物与单氯苄化产物的比例,合成了具有不同分子量且分布较窄的聚合物,并且对其进行了紫外-可见光谱分析,确定了聚合物宏观结构与微观的能带隙之间的关系,方便了光电聚合物的分析研究。 在分析检测方面,通过气相-质谱联用法结合反应原理,对醚化反应、氯苄化反应的产物进行了结构鉴定。通过液相色谱法建立了醚化反应、氯苄化反应在线跟踪测试的方法,并将此方法应用于同类型反应,均能得到较好的分离效果。 综上所述,本实验在已有文献的基础上对聚对苯撑乙炔及其衍生物的合成方法进行了改进,各步骤反应条件得到了优化,反应产率都得到极大提高。


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