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《基于吡咯并吡咯二酮單元的有機(jī)小分子電子給體材料的合成與光伏性能研究》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、學(xué)校代碼10530學(xué)號201510141428分類號O627.8密級公開碩士學(xué)位論文基于吡咯并吡咯二酮單元的有機(jī)小分子電子給體材料的合成與光伏性能研究學(xué)位申請人邱忠彬指導(dǎo)教師劉煜教授學(xué)院名稱化學(xué)學(xué)院學(xué)科專業(yè)化學(xué)研究方向有機(jī)化學(xué)二零一八年六月SynthesisandPhotovoltaicPropertiesofOrganicSmallMoleculeElectronDonorMaterialsBasedonDiketopyrrolopyrroleUnitsCandidateZhongbinQiuSupervisorProf.YuLiuCollegeColle
2、geofChemistryProgramChemistrySpecializationOrganicChemistryDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)
3、位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日湘潭大學(xué)2018屆碩士學(xué)位論文摘要本論文系統(tǒng)的闡述了有機(jī)太陽能電池的發(fā)展歷程，并著重介紹了非分子內(nèi)共價(jià)鍵作用、吡咯并吡咯二酮(DPP)受體單元在小分子光伏給體材料設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用。針對當(dāng)前基于DPP受體單元的小
4、分子光伏給體材料的開路電壓、載流子遷移率以及能量轉(zhuǎn)換效率偏低等缺點(diǎn)，本論文在給體材料內(nèi)引入具有強(qiáng)電負(fù)性的原子，通過分子內(nèi)/分子間構(gòu)筑非共價(jià)鍵作用，有效的優(yōu)化了材料能級，促進(jìn)了材料分子間的π-π堆積作用和自組裝性能，從而提高了基于給體材料光伏器件的短113路電流、器件開路電壓、載流子遷移率和器件能量轉(zhuǎn)換效率。通過HNMR、CNMR和質(zhì)譜等對目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并通過紫外-可見吸收光譜(UV-vis)、熱失重分析(TGA)和循環(huán)伏安(CV)等方法研究了有機(jī)小分子材料的光物理、熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。制作了基于所合成的有機(jī)小分子材料構(gòu)筑的太陽能電池器件，研究
5、了不同結(jié)構(gòu)的材料對其光伏性能的影響。本論文設(shè)計(jì)合成了四個(gè)有機(jī)小分子給體材料，系統(tǒng)的研究了分子結(jié)構(gòu)對器件性能的影響，主要研究內(nèi)容如下：1、設(shè)計(jì)并合成了一類基于DPP受體單元的A-D-A型共軛小分子DFPh(DPP)2和DFDT(DPP)2，其分別以氟化后的苯(DFPh)及聯(lián)噻吩(DFDT)為中心給體核。系統(tǒng)研究了他們的熱穩(wěn)定性、分子結(jié)晶性、光物理、電化學(xué)、分子平面性及光伏性能。研究發(fā)現(xiàn)：在A-D-A型小分子中心核上引入F原子，不僅可以有效的調(diào)節(jié)分子能級、改善分子間的堆積、增強(qiáng)分子的自組裝性，還可以有效的提升器件的開路電壓、短路電流和填充因子，從而獲得了更好的光
6、電轉(zhuǎn)換效率。以弱電子給體DFPh為核的DFPh(DPP)2展現(xiàn)出更低最高占據(jù)軌道能級(HOMO能級)，獲得了更高的開路電壓(0.97V)，而以具有更強(qiáng)給電子能力更長共軛單元的DFDT為核的DFDT(DPP)2表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的紫外可見吸收和更好的π-π堆積，因而獲-2得了更高的短路電流12.60mAcm和填充因子72.6%，獲得了更高的光伏器件效率(PCE達(dá)到了7.87%。這是基于DPP為末端受體單元的A-D-A型有機(jī)小分子光伏效率最高之一。初步研究表明，將氟原子引入到剛性骨架中心，能有效地提高A-D-A型有機(jī)小分子光伏性能。2、設(shè)計(jì)合成了兩個(gè)(A-Ar)2
7、D構(gòu)型的應(yīng)用于有機(jī)小分子太陽能電池(SMOSC)的高性能窄帶隙給體小分子DMPh(DPP-Py)2和DFPh(DPP-Py)2。兩個(gè)小分子以芘基(Py)作為末端基團(tuán)，電子受體單元吡咯并吡咯二酮(DPP)作為線性支臂，分別以1,4-二甲氧基苯基(DMPh)、1,4-二氟苯基(DFPh)作為剛性給體中心核。我們……研究了氟-硫(FS)、氧-硫(OS)原子間非共價(jià)鍵作用對于分子吸收光譜、分子能I湘潭大學(xué)2018屆碩士學(xué)位論文級、給受體共混形貌、空穴遷移率和光電性質(zhì)進(jìn)行了研究。與甲氧基化的DMPh(DPP-Py)2相比，氟化的DFPh(DPP-Py)2表現(xiàn)出了更低的
8、HOMO能級，與PC71BM更優(yōu)的共混形貌，以及更高
