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《基于新型給體單元D-A共聚物：設計合成及光伏性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、單位代碼：10293密級：博士學位論文論文題目：基于新型給體單元D-A共聚物：設計合成及光伏性能研究學號2012070106姓名黃紅艷導師黃維院士、趙保敏副教授學科專業(yè)光電信息材料與器件研究方向光電轉(zhuǎn)換材料申請學位類別工學博士論文提交日期Donor-AcceptorCopolymersBasedontheNovelDonorUnits:Densign,SynthesisandInvestigationofPhotovoltaicPropertiesDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofPostsand
2、TelecommunicationsfortheDegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYByHongyanHuangSupervisor:Prof.WeiHuang,AssociateProf.BaominZhao南京郵電大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京郵電大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確
3、的說明并表示了謝意。本人學位論文及涉及相關資料若有不實，愿意承擔一切相關的法律責任。研究生簽名：_____________日期：____________南京郵電大學學位論文使用授權聲明本人授權南京郵電大學可以保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子文檔；允許論文被查閱和借閱；可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索；可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編本學位論文。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。論文的公布（包括刊登）授權南京郵電大學研究生院辦理。涉密學位論文在解密后適用本授權書。研究生簽名：_________
4、___導師簽名：____________日期：_____________摘要聚合物太陽能電池由于具有質(zhì)輕、成本低、柔韌性好、易加工和大面積生產(chǎn)等優(yōu)點引起了廣泛的關注。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)換效率從1%提高到12%。盡管電池器件制備技術在發(fā)展，但對新型給體材料的開發(fā)仍然是最需求的。設計、合成新型聚合物給體材料對器件性能的提高具有重要的意義，目前最常用、最有效的策略是設計給體單元和受體單元交替的D-A共聚物。本論文的工作是設計、合成基于橋聯(lián)結構給體單元和并苯結構給體單元的D-A型共軛聚合物，并將其應用到有機太陽能電池，其主要研究內(nèi)容和結果如下：1
5、.通過cadogan關環(huán)反應合成了咔唑的類似物，噻吩并吲哚(TI)，以TI作為給體單元，以4,7-二噻吩苯并噻二唑(DTBT)作為受體單元，合成了三個D-A型共軛聚合物(P1，P2和P3)，分別在給體單元引入烷基鏈(P2)和受體單元引入烷氧鏈(P3)，結果表明側(cè)鏈的引入，材料的帶隙、能級和光伏性能都得到了調(diào)控，基于ITO/PEDOT:PSS/polymer:PC71BM/Ca/Al的器件光伏性能也有很大差別(P1、P2和P3的光電轉(zhuǎn)換效率分別為1.61%、0.53%和2.73%)，?2在AM1.5G，100mWcm條件下，基于共混層P3:PC71
6、BM光伏器件具有最好的光電轉(zhuǎn)?52–1–1換效率和較高的遷移率(2.84×10cmVs)，這與其高的短路電流和吸收光譜相一致。相應地，TI作為一種給體單元可以用來構筑D-A共聚物并應用到聚合物太陽能電池。另外，該工作也表明窄帶隙聚合物的側(cè)鏈對材料性質(zhì)和光伏性能都有很大的影響。2.以TI為給體單元，以并苯噻二唑(BT)為受體單元，分別在給體單元和受體單元之間引入0、1、2個噻吩單元合成了三個D-A聚合物PTIBT,PTITBT和PTIDTBT。噻吩單元的引入對聚合物的光物理性質(zhì)和電化學性質(zhì)產(chǎn)生了很大的影響，這些聚合物作為給體材料用來構筑體異質(zhì)結聚合
7、物太陽能電池，基于器件結構為ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PC71BM/Ca/Al電池，光電轉(zhuǎn)換效率有很大的區(qū)別(PTIBT為1.61%，PTITBT為5.93%和PTIDTBT為1.79%)，基于PTITBT:PC71BM(1:3,w/w)具有最好的光伏性能，光電轉(zhuǎn)換效率為5.93%(VOC=0.69V,–2JSC=13.92mAcm,FF=61.8%)，這是PCDTBT的類似物中效率最高的其中一種材料，–2JSC(13.92mAcm)也是PCDTBT類似物中JSC最高的一種。我們的工作表明在D-A共聚物之間引入不同數(shù)目的噻吩橋?qū)?/p>
8、材料的性質(zhì)和器件性能有很大的影響。3.從結構異構化的角度，初次設計合成了IDT的異構體iso-IDT，并以4,7-二噻吩苯并噻二唑為受體
