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《氟代苯并噁二唑共軛聚合物的設(shè)計(jì)合成與光伏性能研究》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。
1、碩士學(xué)位論文氟代苯并噁二唑共軛聚合物的設(shè)計(jì)合成與光伏性能研究作者姓名王君易學(xué)科專業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)教師曹鏞院士所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2018年5月Design,Synthesis,andPhotovoltaicPropertiesofConjugatedPolymersBasedonDifluorobenzoxadiazoleADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JunyiWangSupervisor：Prof.YongCaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuang
2、zhou,China分類號(hào)：TB34學(xué)校代號(hào)：10561學(xué)號(hào)：201520114325華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文氟代苯并噁二唑共軛聚合物的設(shè)計(jì)合成與光伏性能研究作者姓名：王君易指導(dǎo)教師姓名、職稱：曹鏞、院士申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：材料學(xué)研究方向：功能高分子材料論文提交日期：2018年4月25日論文答辯日期：2018年6月2日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：蘇仕健委員：段春暉，朱旭輝，彭小彬，應(yīng)磊摘要由于傳統(tǒng)化石能源的不可再生性及其使用帶來的“溫室效應(yīng)”等環(huán)境問題，可持續(xù)發(fā)展的清潔能源的開發(fā)與探索成為了現(xiàn)今科學(xué)界重點(diǎn)關(guān)注的問題之一
3、。其中，太陽能電池能夠?qū)⑻柲苤苯愚D(zhuǎn)化為電能成為具有強(qiáng)大應(yīng)用潛能的新能源技術(shù)。其中有機(jī)太陽能電池具有質(zhì)輕、柔性以及可采用“卷對(duì)卷”大面積加工方式等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)引起廣泛關(guān)注。至今，有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)超過15%。氟代苯并噁二唑單元相對(duì)于氟代苯并噻二唑，由于氧原子的電負(fù)性能夠同時(shí)降低最高占據(jù)軌道和最低未占據(jù)軌道而不改變光學(xué)帶隙，因此提高了開路電壓同時(shí)減小了能量損失。其次，氧原子在半徑上與氮原子更接近，這種匹配性能夠使分子的骨架更趨于平面。同時(shí)，氧原子更高的電負(fù)性使得分子具有更大的偶極矩從而獲得較大的分子間相互作用，這種分子間相互作用力與分子平面性的提高有利于分子獲得更好
4、的聚集能力和結(jié)晶性。第二章，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了一種具有優(yōu)異綜合性能的聚合物光伏材料。通過合理的分子設(shè)計(jì)，采用5,6-二氟-2,1,3-噁二唑(ffBX)作為受體單元，苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)作為給體單元，采用Stille縮聚反應(yīng)得到D-A型共軛聚合物BDT-ffBX-OD和BDT-ffBX-DT。其中BDT-ffBX-DT具有優(yōu)異的綜合性能，即能夠采用非鹵溶劑并且在溫和的成膜溫度下加工，且選擇較便宜的[60]PCBM作為受體材料也獲得較高能量轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)該活性層厚度超過250nm，足夠減小大面積加工下的薄膜缺陷。第三章，我們通過對(duì)BDT-ffBX材料的
5、給體單元的改進(jìn)，將苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)替換成噻吩并噻吩（TT）來獲得光譜更寬，吸收紅移的共軛聚合物材料。由此提高其短路電流從而獲得更高的能量轉(zhuǎn)化效率。第四章，我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了4個(gè)D-A1-D-A2型三元無規(guī)共聚物，采用同樣的給體單元D，選擇5,6-二氟-4,7-二噻吩[2,1,3]噻二唑(DTffBT)或5,6-二氟-4,7-二噻吩[2,1,3]噁二唑(DTffBX)作為受體單元A1，以及采用5,6-二氟苯并[2,1,3]噻二唑(ffBT)或5,6-二氟苯并[2,1,3]噁二唑(ffBX)作為另一種受體單元A2。將A1類單元與A2類單元中各自擇一
6、匹配，便能夠得到四組化學(xué)結(jié)構(gòu)微小變化的D-A1-D-A2型無規(guī)共軛聚合物2TBT-BT、2TBX-BT、2TBT-BX和2TBX-BX。以上述四個(gè)聚合物為模型，研究了無規(guī)共聚物中化學(xué)結(jié)構(gòu)與光伏性質(zhì)關(guān)系，并對(duì)器件中電荷的產(chǎn)生、傳輸與復(fù)合以及形貌等性I質(zhì)進(jìn)行對(duì)比研究。關(guān)鍵詞：氟代苯并噁二唑；聚合物太陽能電池；器件性能；三元無規(guī)共聚物；窄帶隙聚合物IIAbstractItisclearthatthetraditionalfossilenergyisnonrenewableandhasnegativeconsequencesonenvironment,suchasgreenhous
7、eeffect.Exploringsustainableenergyhasattractedamountofattention.Solarenergyhasthecapabilitytomeettheword’sdemand.Solarcellswhichcanconvertthesunlightintoelectricityareoneofthemostpromisingtechnologiestoharvestthisenergy.Especially,polymersolarcellsholdpromisef
