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《基于不同π橋及二氟聯(lián)噻吩的共軛聚合物的合成及光伏性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、學(xué)校代號(hào)10530學(xué)號(hào)201510141368分類號(hào)O63密級(jí)公開(kāi)碩士學(xué)位論文基于不同π橋及二氟聯(lián)噻吩的共軛聚合物的合成及光伏性能研究學(xué)位申請(qǐng)人段可可指導(dǎo)教師譚松庭教授學(xué)院名稱化學(xué)學(xué)院學(xué)科專業(yè)化學(xué)研究方向高分子化學(xué)與物理二零一八年六月SynthesisandPhotovoltaicPropertiesofConjugatedPolymerBaseonDifferentπBridgesandDifluorobithiopheneCandidateKekeDuanSupervisorProf.SongtingTanCollegeCollegeofChemistryProgramChe
2、mistrySpecializationPolymerChemistryandPhysicsDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018湘潭大學(xué)碩士論文摘要在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中，能源一直以來(lái)都是一個(gè)關(guān)乎每個(gè)人的至關(guān)重要的問(wèn)題。隨著對(duì)能源的需求不斷增加，發(fā)展新型能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)刻不容緩。太陽(yáng)能因其清潔、無(wú)污染等特點(diǎn)受到了人們的廣泛關(guān)注。在此背景下，有機(jī)太陽(yáng)能電池應(yīng)運(yùn)而生。聚合物太陽(yáng)能電池因其低成本、易制造和具有機(jī)械柔性深受科研工作者們的關(guān)注。近年來(lái)，聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率快速提高，目前，單
3、結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了13%。然而，有機(jī)太陽(yáng)能電池要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用還面臨很多問(wèn)題。因此，研究者們?nèi)匀辉跒榱擞袡C(jī)太陽(yáng)能電池早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)化而奮斗。在此，我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一系列聚合物光敏材料，并利用核磁共振對(duì)所合成的聚合物進(jìn)行了表征，利用熱失重分析、紫外-可見(jiàn)光譜、循環(huán)伏安測(cè)試等對(duì)所合成的聚合物的熱性能、光物理性能和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究，并對(duì)聚合物的光伏性能進(jìn)行了測(cè)試和表征，其主要結(jié)果如下：1.通過(guò)鈀催化的Stille偶聯(lián)聚合反應(yīng)，合成了由苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)為給電子單元，苯并[c][1,2,5]噻二唑?yàn)槿彪娮訂卧?，呋喃和噻吩為π橋的兩個(gè)
4、無(wú)規(guī)共軛聚合物P1和P2。這兩個(gè)聚合物都具有良好的溶解性和熱穩(wěn)定性。同時(shí)，π橋單元顯著地影響了分子的結(jié)構(gòu)從而影響共軛聚合物的光電性能，如聚合物P1和P2的紫外-可見(jiàn)吸收光譜的吸收峰由516nm紅移到568nm，帶隙也由1.62eV調(diào)整到1.66eV?；赑1和P2為給體材料,PC61BM為受體材料的聚合物太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率分別為0.35%和1.21%。顯然地，以呋喃為π橋的聚合物P2的能量轉(zhuǎn)換效率高于以噻吩為π橋的聚合物P1的能量轉(zhuǎn)換效率。研究結(jié)果表明：呋喃作為π橋更有利于提高D-π-A共軛聚合物的光伏性能。這一結(jié)果為我們?cè)O(shè)計(jì)高性能光伏材料提供了新的思路。2.合成了一系列包含
5、兩種不同缺電子單元（TPD和DPP）的DFDT-TPD-DPP無(wú)規(guī)共軛聚合物，這類共軛聚合物在400-900nm范圍內(nèi)具有強(qiáng)吸收。由于在共軛主鏈中引入了具有強(qiáng)吸電子能力的DPP單元作為第二受體，隨著DPP單元的比例增大，聚合物表現(xiàn)出寬的吸收光譜和低的HOMO能級(jí)。在優(yōu)化的條件下，基于P6的聚合物太陽(yáng)能電池（PSCs）表現(xiàn)出了3.80%的能量轉(zhuǎn)化效率（PCE），0.73V的開(kāi)路電壓（V-2oc），7.87mAcm的短路電流（Jsc）和66.0%的填充因子（FF）。研究結(jié)果表明：在無(wú)規(guī)共軛聚合物中引入適當(dāng)?shù)牡诙荏w單元是一個(gè)擴(kuò)寬聚合物吸收光譜，調(diào)節(jié)聚合物能級(jí)，從而提高聚合物光伏性能的
6、有效方法。關(guān)鍵詞：聚合物太陽(yáng)能電池；π橋；吡咯并吡咯二酮I湘潭大學(xué)碩士論文AbstractIntheprocessofrapidsocio-economicdevelopment,energyhasalwaysbeenacrucialissueforeveryone.Withtheincreasingdemandforenergy,itisimperativetodevelopnewenergysourcesandoptimizetheenergystructure.Solarenergyiswidelyconcernedbecauseofitsclean,environment
7、friendlyandothercharacteristics.Insuchabackground,organicsolarcellsemergeasthetimesrequire.Polymersolarcells(PSCs)arewidelyconcernedbyresearchersbecauseoftheirlowcost,easymanufactureandmechanicalflexibility.Inrecentyears,thepowerconversioneff
