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《新型有機(jī)光伏小分子給體材料的設(shè)計(jì)、合成與性能研究.pdf》由會員上傳分享，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、分類號：O62單位代碼：10346密級：無學(xué)號：2015111009015碩士學(xué)位論文中文題目：新型有機(jī)光伏小分子給體材料的設(shè)計(jì)、合成與性能研究英文題目：Design,SynthesisandPropertiesofNovelOrganicPhotovoltaicSmallMolecularDonorMaterials申請人姓名：陳顯杰指導(dǎo)教師：邱化玉合作導(dǎo)師：張倩專業(yè)名稱：有機(jī)化學(xué)研究方向：有機(jī)光伏材料所在學(xué)院：材料與化學(xué)化工學(xué)院論文提交日期：2018年3月新型有機(jī)光伏小分子給體材料的設(shè)計(jì)、合成與性能研究陳顯杰杭州師范大學(xué)杭
2、州師范大學(xué)碩士學(xué)位論文致謝致謝白駒過隙，在杭州師范大學(xué)的三年碩士研究生生涯即將結(jié)束，懷著一顆感恩的心，對這里所有幫助過我的人們致以最真誠的感謝。感謝我的導(dǎo)師邱化玉教授，您的人格魅力和學(xué)術(shù)水平早在我本科時(shí)就深深吸引了我，讓我下定決心要在研究生三年的生涯中跟著您學(xué)習(xí)、探究；在這三年里，您的諄諄教誨使我在科研上和做人做事上都有所提高。感謝我的合作導(dǎo)師張倩，您的到來對課題組的幫助和成長至關(guān)重要。您對我的指導(dǎo)和幫助使我對自己課題的研究方向有了更深刻的了解，對科研的熱情也變得更加濃厚。感謝課題組的尹守春教授，作為我本科時(shí)期的班主任，您督促
3、著我要對自己的生涯有所規(guī)劃，向更優(yōu)秀的人看齊。在這七年里，您給了我許多寶貴的建議和指導(dǎo)，讓我更加清楚自身的不足，不斷改正和進(jìn)步。感謝課題組的其他老師，感謝你們在科研上提供的指導(dǎo)和幫助，使我們課題組能夠走在正確的發(fā)展道路上，不斷茁壯成長。感謝輔導(dǎo)員白蕓和潘玉銀老師，感謝你們在生活上對我們的幫助，讓我們可以更加專心地投身于科研上；感謝李曉霞老師，感謝您在課程上對我們的幫助；還要感謝學(xué)院里的其他老師們，在你們身上可以學(xué)到許多優(yōu)秀的品質(zhì)。感謝課題組的每一位成員，感謝我的師兄賀李文斐，江兆偉，陳鑫博，陳棟，陶杰和師姐劉娟，陸亞紅，林翠玲
4、，張靜，余宵秀在科研和生活上對我的指導(dǎo)和幫助；感謝我的同學(xué)盧陳杰，徐洛楠，顧崢燁對我的支持和建議；感謝我的師弟林志靖，王兆龍，潘宇航，范逸琦，李忠正，袁鑫超，鄭煜佳和師妹沈茜，湯丹婷，王麗君，徐欣，王琪銘，王琳在實(shí)驗(yàn)上給予我的幫助。感謝在這三年里幫助過我的人們，愿你們身體健康，一切順利！I杭州師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要近些年來，可溶液處理的本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）有機(jī)太陽能電池由于具有質(zhì)輕、柔性好、成本低以及可通過印刷進(jìn)行大面積制造等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了研究者們廣泛的關(guān)注。研究化學(xué)結(jié)構(gòu)-光譜和能級-器件性能三者之間的關(guān)系對于通過分子
5、設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高光伏性能是非常重要的。而相比于共軛聚合物，小分子展現(xiàn)了更多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，例如結(jié)構(gòu)明確、純度高、能級易于調(diào)控以及器件性能無批次差異。所以，小分子更有利于研究分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。本論文各章節(jié)的內(nèi)容如下：一、分別以噻吩取代的苯并二噻吩（BDTT）、辛氧基取代的苯并二噻吩（BDTO）和二噻吩并噻咯（DTS）為中心給體單元設(shè)計(jì)合成了三個D1-A-D2-A-D1型小分子給體材料DTBTBDTT、DTBTBDTO和DTBTDTS，系統(tǒng)地研究了不同的中心給體單元對分子的熱學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)性質(zhì)以及器件性能的影響。三個化合物都具
6、有良好的熱穩(wěn)定性，在可見-近紅外區(qū)域都有較寬的吸收和較高的吸光系數(shù)?；衔顳TBTDTS的最大吸收峰相對于其他兩個化合物有明顯的紅移現(xiàn)象，其最高占據(jù)軌道（HOMO）能級也要高于另外兩個化合物，這是因?yàn)镈TS單元的給電子能力強(qiáng)于BDT單元，分子內(nèi)D-A相互作用更強(qiáng)。此外，相比于聯(lián)噻吩，在兩個噻吩中間引入乙烯基的反式聯(lián)噻吩有著更長的有效共軛長度，帶隙更窄；然而乙烯基的引入降低了三個化合物的溶解性，導(dǎo)致在器件制備過程中活性層的成膜性較差，器件的能量轉(zhuǎn)化效率不理想。二、分別以1,3-茚滿二酮（IN）以及其丙二腈衍生物（INCN）為端基
7、、以二噻吩并噻咯為核，設(shè)計(jì)合成了兩個新型A-D-A型小分子給體材料DINDTS和DINCNDTS，并系統(tǒng)地研究這兩種不同的端基對分子的熱學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)性質(zhì)以及光伏性能的影響。兩個化合物都具有較好的熱穩(wěn)定性，其中化合物DINCNDTS的結(jié)晶性能要好于化合物DINDTS。具有更強(qiáng)吸電子端基INCN的化合物DINCNDTS的最大吸收峰相對于化合物DINDTS有明顯的紅移現(xiàn)象，其LUMO能級也更低，帶隙更窄?；贒INDTS的器件能量轉(zhuǎn)化效率（PCE）為6.60%，其短路電流密度（J-2sc）為13.50mAcm；然而基于DINCN
8、DTS的器件其PCE只有0.58%，其短路電流密度僅為1.82mAcm-2，這主要是由于化合物DINCNDTS與PC71BM的共混薄膜形貌的相分離尺寸過大，以及給受體的LUMO能級差太小，II杭州師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要導(dǎo)致激子分離效率太低。三、設(shè)計(jì)合成了以DTS單元為核、并
