导　　师： 曹镛

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 太阳能是最有发展潜能的新型清洁能源,是缓解能源危机、解决环境污染等问题的有效途径。在太阳能的应用中,有机太阳电池以其质轻、价廉、可溶液加工大面积柔性器件等优势受到了广泛关注和深入研究。在此基础上,全聚合物太阳电池更体现出了良好的吸光能力,较低的合成难度以及较强的光稳定性和机械性能等诸多优点。目前的研究报道中,已经涌现出很多高效有机太阳电池聚合物给体材料,而聚合物受体材料则相对有限。所以,全聚合物太阳电池的后续发展就依赖新型聚合物受体材料的设计和合成。在本论文中,我们设计并合成了多个体系的新型聚合物受体材料,主要目标是:提高全聚合物太阳电池的能量转换效率,为全聚合物太阳电池未来的产业化发展提供研究基础。全聚合物太阳电池的发展经过了十几年的瓶颈期,终于在2009年由于萘二酰亚胺(NDI)系列聚合物的合成和应用开启了新的篇章,能量转换效率快速提高,很多材料已经突破6-8%,我们课题组最近将基于二酰亚胺类(NDI和PDI)的全聚合物太阳电池效率提高到9%。因此我们在第二章的工作中,基于NDI或PDI作为电子受体单元,设计并合成了一系列新型的含有碳碳三键作为桥键的聚合物受体材料。碳碳三键的引入,改变了聚合物的分子构象,优化了活性层形貌;增强分子平面性和结晶性使聚合物受体的电子迁移率有所提高,从而得到较为理想的能量转换效率。并利用空间电荷限制电流、荧光光谱、瞬态光电流等测试表征全聚合物太阳电池中的载流子迁移率、激子淬灭和载流子抽取速率等。由于NDI和PDI类聚合物受体的LUMO能级固定,所以这一类电池开路电压很难提高。第三章中,我们合成了一系列以吡咯并吡咯二酮(DPP)为电子受体单元,吡啶为桥键的新型全聚合物太阳电池聚合物受体材料。DPP系列聚合物

关 键 词： 全聚合物太阳电池 聚合物受体材料 共轭桥键 液晶高分子 串联聚合

领　　域： []