导　　师： 彭小彬

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 能源问题对于人类生存和发展至关重要。有机太阳能电池(OPVs)被认为是非常有前途的太阳能转换技术,具有可溶液加工,质轻,成本低廉,轻巧便携等优点。卟啉与具有光合作用的叶绿素结构非常类似,而且它具有较大的摩尔消光系数,快速的电子注入,良好的光物理特性和热稳定性,可以通过更换中间空腔内的金属和在外围引入不同的取代基实现电化学和光物理特性的调节,因此在光电子领域具有良好应用潜力。本课题组黄玉英在卟啉单元两边连接吡咯并吡咯二酮,meso位通过乙炔基连接,与PC60BM共混得到4.78%的效率。秦红梅采用带有空间位阻更小的meso取代基团的卟啉小分子作为给体材料,最优化器件效率高达7.23%。表明该体系小分子在获取更高的光电转效率和更优异的器件性能方面表现出了巨大的潜力。与不断地设计和合成全新的共轭体系相比,适度调整灵活多变的侧链来提升有机半导体的器件性能不失为一种有效的方法。本论文的工作就是在基于卟啉和DPP构成的A–π–D–π–A结构中,通过侧链修饰,在保证能级变化较小的前提下进一步改善小分子的溶解性,成膜性和载流子迁移等性质,从而提升光电性能。在第二章中,我们在基于卟啉和DPP的A–π–D–π–A型结构下,对卟啉进行侧链修饰,分别得到了Meso位不带烷基链,带有脂肪族直链烷基链,带有连接PEG链的芳香族侧链的小分子。通过改善分子的溶解性,空间构型和分子间相互作用,从而影响到整个材料对太阳光的吸收,能级和载流子迁移性质,进而影响到材料的共混形貌光伏器件的性能。Por-PEG-DPP-EH中,PEG链的苯环取代基与卟啉分子骨架撑开了一个更大的角度,大幅度的提高了分子的溶解性和成膜性,优化后的器件效率高达6.23%。表明这种具有亲水性的侧链在改善分子的溶解性,成膜性和光伏性能上有着积极的�

关 键 词： 卟啉 小分子 溶液加工 太阳能电池

领　　域： [电气工程—电力电子与电力传动] [理学—有机化学] [理学—化学]