导　　师： 刘平

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 卟啉衍生物不仅具有离域的大π共轭体系,而且其在可见光谱区域有较好的光吸收,是一类有应用潜力的有机光、电材料。为了发展新型卟啉衍生物,本论文中,作者设计、合成了系列不对称卟啉噻吩衍生物:5-齐聚噻吩基-10,15,20-三(4-十二烷氧基苯基)卟啉(Por-n T)、5-(5’/5’’-甲酰基-2-齐聚噻吩基)-10,15,20-三(4-十二烷氧基苯基)卟啉(Por-n TCHO)、5-(5’/5’’-二氰乙烯基-2-齐聚噻吩基)-10,15,20-三(4-十二烷氧基苯基)卟啉(Por-n T2CN)和5-(5’/5’’-二氰乙烯基-2-齐聚噻吩基)-10,15,20-三(4-十二烷氧基苯基)锌卟啉(PZn-n T2CN)(n=2,3),并通过质谱、核磁共振氢谱、碳谱和红外光谱对其进行了结构表征和确认。这八种卟啉衍生物的分子结构如下:通过热重分析仪测定了所合成卟啉衍生物的热稳定性。结果表明,具有D-π-A构型的卟啉衍生物具有好的热稳定性。利用紫外-可见光谱仪、电化学工作站和荧光光谱仪,测定了所合成卟啉衍生物的最大吸收波长、带边波长以及氧化还原电位,计算了它们的光学能隙、HOMO与LUMO能级、电化学能隙和荧光量子效率。在进行光、电性能研究的基础上,以四种D-π-A型不对称卟啉噻吩衍生物作为给体材料、3,4,9,10-二萘嵌苯四甲酸二酐作为受体材料,制备了双层异质结器件,研究了器件的光伏性能。结果表明,与所合成的其它D-π-A型不对称卟啉噻吩衍生物相比,基于PZn-3T2CN的双层异质结光伏器件表现出了最优的性能。利用溶剂蒸汽退火和热退火的方法对上述器件进行优化时,吡啶蒸汽对器件性能的提高具有一定的影响,且最优退火时长为1h。在添加固体添加剂4,4’-联吡啶后,基于PZn-3T2CN给体材料的双层异质结器件的活性层在热处理后可形成紧密而有序的排列,器件的性能也得到了进一步提高。另外,当采用乙醇处理时,其光电转换效率从0.38%提升至1.14%。

关 键 词： 型 不对称卟啉噻吩衍生物 有机光伏器件 光伏性能 器件优化

领　　域： []