基于A-D-A结构非富勒小分子受体材料的设计、合成及光伏性能研究
发布时间：2022-07-03 13:44
在能源消耗巨大且传统化石燃料储备锐减的今天,太阳能这种清洁且可再生的新型能源备受关注。为了更好地利用太阳能,多种类型的太阳能电池相继面世。其中,有机太阳能电池（OSC）因其成本低、重量轻、柔韧性等优点而备受瞩目。近几年来,新的有机给受体分子的出现使得有机太阳能电池的光电转换效率快速提高,探索具有A-D-A结构的新型非富勒烯小分子受体材料已经成为有机太阳能电池领域的研究热点。本论文设计并合成了IN-4F、ISI-4F和ISI-4Cl及TT-S-4F四个具有A-D-A结构的新型非富勒烯小分子,并对其光伏性能进行了研究。一、将4,8-双（三正丙基硅噻吩基）苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩（SiBDT）与噻吩[2′,3′:4,5]并噻吩（TT）稠合,形成拓展的九元稠环骨架,以二氟二氰基茚满二酮（IC-2F）为端基,合成了具有A-D-A结构的IN-4F受体分子。与没有扩展π-共轭体系无硅烷基侧链的IT-4F受体分子相比,IN-4F具有较高的LUMO能级以及较小的光学带隙。以聚合物PM6为给体制备的二元器件可得到13.0%的光电转换效率。将IN-4F添加到PM6:IT-4F体系中制备三元电池...
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能电池
1.2 有机太阳能电池发展历程及结构
1.2.1 有机太阳能电池发展历程
1.2.2 本体异质结太阳能电池的基本结构
1.3 有机太阳能电池的工作原理
1.4 有机太阳能电池基本性能参数
1.5 非富勒烯小分子受体材料的研究
1.5.1 PDI类受体材料
1.5.2 A-D-A类非富勒烯小分子材料
1.5.2.1 基于IDT结构的小分子受体材料
1.5.2.2 基于BDT结构的小分子受体材料
1.5.2.3 基于A-D-A结构的其他小分子受体材料
1.6 选题依据以及设计思路
第二章 三正丙基硅噻吩基修饰的苯并二噻吩类稠环受体的设计、合成及光伏性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 材料合成步骤
2.2.4 测试方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 密度泛函理论计算
2.3.2 光学和电化学性质
2.3.3 光伏性能
2.3.4 载流子的复合和收集
2.3.5 电荷传输性能
2.3.6 薄膜形貌
2.4 本章小结
第三章 三正丙基硅乙炔基修饰的苯并二噻吩类稠环受体的设计、合成及光伏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 材料合成
3.2.4 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 热重分析
3.3.2 密度泛函理论计算
3.3.3 光学与电化学性质
3.3.4 光伏性能
3.3.5 载流子的复合和收集
3.3.6 电荷传输性能
3.3.7 薄膜形貌
3.4 本章小结
第四章 基于并二噻吩π桥的非富勒烯受体的设计、合成及光伏性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料与试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 材料合成
4.2.4 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 热重分析
4.3.2 光学与电化学性质
4.3.3 光伏性能
4.3.4 载流子的复合与收集
4.3.5 电荷传输性能
4.3.6 薄膜形貌
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
附录
致谢
攻读硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design a thieno[3,2-b]thiophene bridged nonfullerene acceptor to increase open-circuit voltage,short-circuit current-density and fill factor via the ternary strategy[J]. Xiaofang Li,Kun Li,Dan Su,Fugang Shen,Shuying Huo,Hongbing Fu,Chuanlang Zhan. Chinese Chemical Letters. 2020(05)
[2]通过非共价构象锁定和端基工程策略设计高效率的A-D-A型稠环电子受体[J]. 冯诗语,路皓,刘泽坤,刘亚辉,李翠红,薄志山. 物理化学学报. 2019(04)
本文编号：3654969
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能电池
1.2 有机太阳能电池发展历程及结构
1.2.1 有机太阳能电池发展历程
1.2.2 本体异质结太阳能电池的基本结构
1.3 有机太阳能电池的工作原理
1.4 有机太阳能电池基本性能参数
1.5 非富勒烯小分子受体材料的研究
1.5.1 PDI类受体材料
1.5.2 A-D-A类非富勒烯小分子材料
1.5.2.1 基于IDT结构的小分子受体材料
1.5.2.2 基于BDT结构的小分子受体材料
1.5.2.3 基于A-D-A结构的其他小分子受体材料
1.6 选题依据以及设计思路
第二章 三正丙基硅噻吩基修饰的苯并二噻吩类稠环受体的设计、合成及光伏性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 材料合成步骤
2.2.4 测试方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 密度泛函理论计算
2.3.2 光学和电化学性质
2.3.3 光伏性能
2.3.4 载流子的复合和收集
2.3.5 电荷传输性能
2.3.6 薄膜形貌
2.4 本章小结
第三章 三正丙基硅乙炔基修饰的苯并二噻吩类稠环受体的设计、合成及光伏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 材料合成
3.2.4 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 热重分析
3.3.2 密度泛函理论计算
3.3.3 光学与电化学性质
3.3.4 光伏性能
3.3.5 载流子的复合和收集
3.3.6 电荷传输性能
3.3.7 薄膜形貌
3.4 本章小结
第四章 基于并二噻吩π桥的非富勒烯受体的设计、合成及光伏性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料与试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 材料合成
4.2.4 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 热重分析
4.3.2 光学与电化学性质
4.3.3 光伏性能
4.3.4 载流子的复合与收集
4.3.5 电荷传输性能
4.3.6 薄膜形貌
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
附录
致谢
攻读硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design a thieno[3,2-b]thiophene bridged nonfullerene acceptor to increase open-circuit voltage,short-circuit current-density and fill factor via the ternary strategy[J]. Xiaofang Li,Kun Li,Dan Su,Fugang Shen,Shuying Huo,Hongbing Fu,Chuanlang Zhan. Chinese Chemical Letters. 2020(05)
[2]通过非共价构象锁定和端基工程策略设计高效率的A-D-A型稠环电子受体[J]. 冯诗语,路皓,刘泽坤,刘亚辉,李翠红,薄志山. 物理化学学报. 2019(04)
本文编号：3654969
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3654969.html