导　　师： 黄飞

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,有机太阳电池成为全世界科学家研究的热点。这主要是因为有机太阳电池具有质轻,低成本,柔性,能够实现大规模加工等突出优点。目前单层本体异质结聚合物太阳电池和叠层电池的光电转换效率均已经超过12%。在这过程中,设计合成新型材料并应用于有机光伏领域来获得更高效的光伏性能仍然是我们努力的方向。因此,本文主要的工作重点在于探讨材料的结构与其光伏性能的关系。噻吩乙烯基噻吩单元(TVT),其良好的平面性和载流子传输特性使得其在有机场效应晶体管领域被广泛研究,但它在有机太阳电池中的应用并不多。本文主要围绕噻吩乙烯基噻吩单元,通过化学合成手段,合成一系列基于该单元的弱给电子单元,并和不同的吸电子单元(萘二并噻二唑(NT),二氟苯并噻二唑(DFBT),苯并二噻吩二酮(BDD))共聚,得到一系列共轭聚合物并应用于聚合物太阳电池中。在第二章工作中,我们通过乙烯基上氰基基团和乙氧基基团的修饰设计合成了基于噻吩乙烯基噻吩的三种弱给电子单元(TVT,CNTVT,EOTVT),并与吸电子单元NT共聚得到三种窄带隙D-A型聚合物给体材料。聚合物的电化学分析表明氰基基团的引入能够极其有效地降低聚合物的最高占有分子轨道能级(HOMO能级),而乙氧基的引入能够抬高聚合物的能级。其紫外-可见吸收光谱表明氰基基团能够强烈地促进聚合物的聚集,从而促进了聚合物主链的堆积。但由于其聚集过于强,不利于聚合物的溶液加工。而乙氧基的引入能够有效地改善聚合物的溶液加工性能,且不会产生很强的聚集行为。在器件的初步表征中,引入氰基后的噻吩乙烯基噻吩单元(双噻吩丙烯腈CNTVT)与NT共聚得到的聚合物PCNTVT-NT的光伏器件效率最高,达到6.17%。但由于其聚集太强,难以进一步进行器件优化。不含修饰基团的噻吩乙烯基噻吩(TVT)与NT共

关 键 词： 有机太阳电池 噻吩乙烯基噻吩 氰基 乙氧基 聚合物给体

领　　域： []