导　　师： 黄飞

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 有机光伏材料与器件的发展已促使其最高认证效率超过12%,同时有机光伏器件在长期稳定性、环境友好溶剂加工及厚膜要求等方面均已取得重要进展,显示出巨大的商业开发价值和应用前景。然而,由于传统富勒烯受体吸光能力弱且电学能级不易调控,目前窄带隙聚合物给体材料在有机光伏领域已走向了瓶颈。而宽带隙聚合物给体材料在富勒烯体系中虽然单节器件效率不太出众,但其在叠层器件、三元器件、非富勒烯器件、全聚合物器件等方面均表现出广阔的前景。目前,高效的宽带隙聚合物给体材料十分有限,基于此,本论文发展了一系列基于苯并三唑单元的宽带隙聚合物给体材料,包括氟代苯并三唑(fffBTA)和酰亚胺苯并三唑(TzBI)的衍生物。将此类材料分别应用于富勒烯器件、非富勒烯器件、全聚合物器件,并探索其在三元器件、厚膜器件、环境友好溶剂加工方面的潜力。本文第二章选取了 fEBTA单元与苯并二噻吩(BDT)单元共聚,通过调控侧链,发展了一种具有良好溶解性的宽带隙聚合物给体PBTA-BO;并在此共轭骨架基础上,引入极性基团五氟苯(FPh)到ffBTA的侧链,构筑了一种新型D-A型共轭聚合物添加剂PBTA-FPh。PBTA-FPh的设计目的是为了改善给体PBTA-BO和受体PC71BM的相容性,因为极性基团的引入有助于提升聚合物材料的表面能。相容性的改善明显增强了混合膜的本体迁移率。从器件性能来看,添加微量PBTA-FPh的三元器件的短路电流和填充因子明显提升,器件效率接近8%。这是ffBTA类宽带隙聚合物在富勒烯体系中的最高效率,充分证明了相容性的调控在三元器件中的重要作用。承接三元器件的思路,我们从吸收互补和能级匹配的角度选取了一种窄带隙非富勒烯小分子受体IFBR作为第三组分,添加到宽带隙体系PBTA-BO:PC61BM中。IFBR延伸了长波长波段的吸收,且IFBR的电学能级

关 键 词： 有机光伏 宽带隙聚合物 环境友好溶剂 全聚合物太阳电池 厚膜器件

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