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《新型有機光伏小分子合成及器件性能地研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、曲阜師范大學(xué)研究生學(xué)位論文原創(chuàng)性說明本人鄭重聲明：此處所提交的博士□/碩士□論文《新型有機光伏小分子的合成及器件性能的研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在曲阜師范大學(xué)攻讀博士□/碩士□學(xué)位期間獨立進行研究工作所取得的成果。論文中除注明部分外不包含他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果。對本文的研究工作做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中已明確的方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：曲阜師范大學(xué)研究生學(xué)位論文使用授權(quán)書《新型有機光伏小分子的合成及器件性能的研究》系本人在曲阜師范大學(xué)攻讀博士□/
2、碩士□學(xué)位期間，在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的博士□/碩士□學(xué)位論文。本論文的研究成果歸曲阜師范大學(xué)所有，本論文的研究內(nèi)容不得以其他單位的名義發(fā)表。本人完全了解曲阜師范大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)曲阜師范大學(xué)，可以采用影印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公開發(fā)表論文的全部或部分內(nèi)容。作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：萬方數(shù)據(jù)摘要溶液可加工的體相異質(zhì)結(jié)太陽能電池因為具有制備工藝簡單、來源廣泛、重量輕、柔性可折疊等優(yōu)點而引起人們越來
3、越多的關(guān)注，成為近幾年光伏產(chǎn)業(yè)的研究重點，很有希望在將來取代無機硅太陽能電池。本文綜述總結(jié)溶液可加工的有機小分子體異質(zhì)結(jié)太陽能電池的原理、結(jié)構(gòu)和發(fā)展現(xiàn)狀。同時設(shè)計合成了二個溶液可加工的新型有機小分子受體，我們研究了分子結(jié)構(gòu)與納米結(jié)構(gòu)的關(guān)系；合成了四個小分子給體材料，我們通過改變小分子末端基團，構(gòu)筑新型給受體共軛小分子等方法成功實現(xiàn)了對給體材料帶隙、能級、表面形貌、遷移率以及器件性能的調(diào)節(jié)。具體可分為三部分：1.在小分子受體方面，首先合成了兩個基于內(nèi)酰亞胺（NDI）單元，通過噻吩和苯并噻二吩橋連的新
4、型受體小分子Bis-NDI-T-EG和Bis-NDI-BDT-EG。紫外吸收和電化學(xué)測試表明兩分子在500~800nm處顯現(xiàn)出微弱的有吸收，其HOMO和LUMO能級分別為-5.88/-3.80eV，-5.46/-3.78eV。綜合兩分子的吸收及能級，我們分別選取了聚合物（PBDTTT-C-T和PTB7）和小分子（p-DTS(FBTTh2)2和BDT-DPP）作給體，制備了非富勒烯有機太陽能電池。在一系列的優(yōu)化后，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)PBDTTT-C-T做給體時，兩小分子Bis-NDI-T-EG和Bis-ND
5、I-BDT-EG得到最高效率，分別為1.31%，1.24%。2.通過Stille偶聯(lián)方法合成了基于三苯胺（TPA）的小分子給受體TPA(2TPHM)3，將給體材料與PC71BM共混(1:4,w/w)制備的光伏器件，分別在未退火，90℃和100℃熱退火下得到器件轉(zhuǎn)化效率分別為：1.33%，1.56%，1.75%，其中在100℃下退火10min后得到2的最佳器件光伏性能為：4.99mA/cm的短路電流，0.87V的開路電壓，40%的填充因子和1.75%的光電轉(zhuǎn)化效率。3.我們選取BDT-DPP-BDT
6、為骨架，在其末端分別引入CNR和HTT單元，進而得到小分子給體材料BDB,CNRBDB,HTTBDB。結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，在骨架BDB上引入積性，平面性的吸電子基團CNR，增大了分子的空穴遷移率，與PC71BM混合制備電池，填充因子FF也有27%增大到57%，PC71BM的相尺寸由70nm減小到20nm。當(dāng)在BDB骨架引入平面性較差的給電子基團HTT，活性層給受體相尺寸都減小到20nm，電流由4.22增大到9.662mA/cm，填充因子FF增高到46%?？傊?，本工作揭示了基于DPP的末端基團對于調(diào)控相尺
7、寸和光電性質(zhì)的重要性，對推動有機光電材料應(yīng)用開發(fā)具有理論意義和現(xiàn)實價值。關(guān)鍵詞：有機太陽能電池，器件性能，三苯胺，末端基團，結(jié)構(gòu)性能關(guān)系A(chǔ)bstract萬方數(shù)據(jù)Solution-processedheterojunctionorganicsolarcells(OSCs)havebeenattractedmoreandmoreattentionsduetotheireasypreparation,abundantmaterialsresource,lightweight,andflexiblepro
8、perties.Itishopefullyreplaceinorganicsiliconsolarcellsinthefuture.Inthispaper，wediscussedprinciple，structure，developmentstateofbulk-heterojunctionorganicsmallmoleculesolarcells.Thenwedesignedandsynthesizedtwosolutionprocessablesmallmoleculesas
