基于茚[1,2-b]并芴的新型有機(jī)光伏材料的設(shè)計(jì)合成與性能研究

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1、＿相０乂章博士學(xué)位論文基于茚２－ｂ［１，］并芴的新型有機(jī)光伏材料的設(shè)計(jì)合成與性能研究作者姓名賈建超學(xué)科專業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)教師曹鏞教授所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期２０１８年４月ＴｈｅＤｅｓｉｎＳｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＯｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｇ，ｙｐｐＮｏｖｅｌＯｒｇａｎｉｃＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓＢａｓｅｄｏｎｌ２－ＩｎｄｅｎｏｂｆｌｕｏｒｅｎｅｆｏｒＯｒａｎｉｃＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ［，］ｇＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕ

2、ｂｍｉｔｔｅｄｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｈｇｐｙＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＪｉａｎｃｈａｏＪｉａＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＹｏｎＣａｏｇＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ分類號(hào)：ＴＢ３４學(xué)校代號(hào)：１０５６１學(xué)號(hào)：２０１４１０１０２５８６華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文基于茚ｌ２－ｂ并芴的新型有機(jī)光伏材料的設(shè)計(jì)，［］合成與性能研究作者姓名：賈建超指導(dǎo)教師姓名、職稱：曹鏞教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士學(xué)科專業(yè)名

3、稱：材料學(xué)研究方向：有機(jī)光電功能材料論文提交日期：２０１８年０４月１３日論文答辯日期：２０１８年５月３０日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：章勇教授委員：黃飛教授、楊偉教授、葉軒立教授、彭小彬教授華南理工大學(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)行研宄。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外所取得的研宄成果，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明？本人完全意識(shí)到本聲明的法律

4、后果由本人承擔(dān)。作者簽名：襄３曰期：年６月今曰＊魏學(xué)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，即：研宄生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)＾學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子（版，允許學(xué)位論文被查閱）除在保密期內(nèi)的保密論文外；學(xué)?？梢怨崳姴紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存一、匯編學(xué)位論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相致。本學(xué)位論文屬于：□保密，在年解密后適用本授權(quán)書。０保密，同意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生

5、和與學(xué)校有共享協(xié)議的單位瀏覽；同意將本人學(xué)位論文提交中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社全文出版和編入ＣＮＫＩ《中國知識(shí)資源總庫》，傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。“”（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）＿，：滅曰期炙‘外作者簽名裝茲—：＞指導(dǎo)教師簽名：曰期ｆ：％Ｗ：作者聯(lián)系電話電子郵箱：聯(lián)系地址（含郵編）：摘要本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽電池（ＯＳＣｓ）由于質(zhì)輕、柔性、可溶液加工制備大面積器件方面的優(yōu)勢(shì)得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。特別是近來在關(guān)鍵材料上的突破，使得實(shí)驗(yàn)室里有太陽電池器件能量轉(zhuǎn)換效率（ＰＣＥｓ）超過了１４％。然而

6、，電池器件要從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化還有許多問題急需解決。其中，開發(fā)高效的活性層材料和性能優(yōu)異的界面材料一是加快實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽電池產(chǎn)業(yè)化的核心問題。作為多環(huán)芳烴中的類，五并稠環(huán)單元茚－１２ｂ并芴具有大的共軛平面、良好的載流子傳輸特性和好的穩(wěn)定性，是構(gòu)筑高性能光［，］一一－伏材料的類重要單元。為此，本論文圍繞五并稠環(huán)單元茚ｌ２ｂ并芴，發(fā)展了系列［，］新型的非富勒烯受體材料和聚合物電子傳輸材料，并實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的電池性能。－第二章中，通過以茚１２ｂ并芴為核，噻吩為橋，不同吸電子能力的單元作為端基，［，］－－－－Ｍ－－設(shè)計(jì)合成了四個(gè)寬帶隙的ＡＤＡ型小分子（

7、ＩＦＴＥＣＡ、ＩＦＴ、ＩＦＴＴＨ、ＩＦＴＩＣ），并系統(tǒng)研究了端基的差異對(duì)材料基本的光學(xué)、電化學(xué)以及光伏性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四個(gè)小分子隨著端基吸電子能力的增加，光學(xué)吸收及最低未被占用軌道（ＬＵＭＯ）能級(jí)梯度變化。同時(shí)，以四個(gè)材料為電子受體的電池器件具有不同的電荷分離、傳輸過程和混合－。ＩＦＴＩ膜形貌，從而導(dǎo)致了不同的器件性能其中，Ｃ由于具有相對(duì)髙的遷移率和合適的相分離，以此為受體的器件可實(shí)現(xiàn)７．１６％的最高能量轉(zhuǎn)換效率。結(jié)果表明，選用合適的－Ｄ－Ａ型非富勒烯電子受體的重要性吸電子端基對(duì)于構(gòu)筑高效的Ａ。二ＩＦＴ－三章中ＩＣ３第，基于第章