学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于苯并噻二唑、吡咯并吡咯二酮的有机光伏材料的合成及其性能研究

作　者: 倪美君
导　师: 朱卫国
学　校: 湘潭大学
专　业: 有机化学
关键词: 有机小分子太阳能电池 有机小分子光伏材料 苯并噻二唑 吡咯并吡咯二酮 合成 光伏性能
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 126次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文介绍了有机小分子电子给体材料及其有机太阳能电池的研究现状。为了解决有机光伏材料存在的太阳光吸收效率低和载流子迁移率低等影响太阳能电池性能的关键问题,开展了基于苯并噻二唑,吡咯并吡咯二酮受体(A)的供体(D)-受体(A)-供体(D)型和A-D-A型有机小分子给体材料的合成及其性能的研究。通过核磁共振氢谱和飞行时间质谱表征了这些有机小分子给体材料的分子结构;利用热失重分析、紫外光谱、荧光光谱和循环伏安法研究了这些材料的热稳定、光物理和电化学等性能;通过制备本体异质结(BHJ)有机太阳能电池,研究了这些有机小分子供体材料的光伏性能。研究结果表明:1.以苯并噻二唑、吡咯并吡咯二酮为A单元,以芴、三苯胺和咔唑为D单元的D-A-D型有机小分子供体材料C1-C6,都具有良好的热稳定性能。其中含苯并噻二唑A单元的有机小分子供体材料C1、C2和C3,以及含吡咯并吡咯二酮A单元的有机小分子供体材料C4、C5和C6分别呈现了相似的紫外吸收光谱和光致发光光谱;含三苯胺基团D单元的有机小分子供体材料C2和C5,具有更宽的吸收光谱和红移的发光光谱。基于苯并噻二唑A单元和芴D单元的有机小分子供体材料C1和基于吡咯并吡咯二酮A单元和三苯胺D单元的有机小分子供体材料C5显示了更好的光伏性能,它们与PCBM共混的BHJ有机太阳能电池的能量转换效率分别达到了1.39%和1.18%。2.以苯并噻二唑为A单元,以芴和咔唑为D单元的A-D-A型有机小分子光伏材料C7-C10,同样具有良好的热稳定性能,以及相似的紫外吸收光谱和光致发光光谱。其中,含咔唑D单元的有机小分子供体材料C7和C8具有红移的紫外吸收光谱和光致发光光谱。基于3,6-咔唑D单元的有机小分子光伏材料C8具有更好的光伏性能,它与PCBM共混的本体异质结太阳能电池的能量转换效率为0.38%。3.有机小分子供体材料中的供体单元和受体单元的连接方式,影响有机光伏材料的光伏性能。以D-A-D构建的有机小分子供体材料的光伏性能明显优于以A-D-A构建的有机小分子供体材料的光伏性能。本研究对于构建新型有机小分子供体材料,深入研究有机小分子供体材料的结构与性能的关系具有重要的意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-23
  1.1 引言  9-10
  1.2 有机太阳能电池的工作原理  10-11
  1.3 有机太阳能电池的器件结构  11-12
    1.3.1 单层器件  11
    1.3.2 双层器件  11
    1.3.3 本体异质结器件  11-12
  1.4 有机太阳能电池的性能表征参数  12-13
  1.5 本体异质结(BHJ)有机太阳能电池  13-21
    1.5.1 BHJ 有机太阳能电池简介  13-14
    1.5.2 BHJ 有机小分子太阳能电池给体材料  14-21
  1.6 论文的设计思想与主要研究内容  21-23
    1.6.1 论文的设计思想  21-22
    1.6.2 论文的主要研究内容  22-23
第2章 含有苯并噻二唑、吡咯并吡咯二酮的D-A-D 型有机小分子光伏材料的合成及其性能研究  23-41
  2.1 引言  23-24
  2.2 实验部分  24-33
    2.2.1 原料与试剂  24-25
    2.2.2 测试仪器及测试条件  25-26
    2.2.3 实验合成路线  26-27
    2.2.4 实验步骤  27-33
  2.3 结果与讨论  33-41
    2.3.1 中间体和目标分子的合成和表征  33
    2.3.2 有机小分子的热性能  33-34
    2.3.3 有机小分子的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱  34-38
    2.3.4 有机小分子的电化学性能  38
    2.3.5 有机小分子的光伏性能  38-41
第3章 含有苯并噻二唑、芴和咔唑的A-D-A 有机小分子光伏材料的合成及其性能研究  41-53
  3.1 引言  41
  3.2 实验部分  41-48
    3.2.1 原料与试剂  41
    3.2.2 测试仪器及测试条件  41-42
    3.2.3 实验合成路线  42-43
    3.2.4 实验步骤  43-48
  3.3 结果与讨论  48-53
    3.3.1 中间体和目标分子的合成和表征  48-49
    3.3.2 有机小分子的热性能  49
    3.3.3 有机小分子的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱  49-51
    3.3.4 有机小分子的电化学性能  51
    3.3.5 有机小分子的光伏性能  51-53
总结与展望  53-54
参考文献  54-60
致谢  60-61
在学期间发表的学术论文  61-62
附录A 目标分子C1-C10 的核磁氢谱图  62-67
附录B 目标分子C1-C10 的飞行时间质谱图  67-71

相似论文

  1. 双季戊四醇及其衍生物的合成与工艺研究,TQ223.164
  2. 含苯并噁唑新型半芳香聚酰胺的合成与表征,O633.5
  3. LXI任意波形发生器研制,TM935
  4. IGCC系统高温合成气中碱金属凝结特性的试验研究,TM611.3
  5. 极化SAR图像超分辨算法的研究,TN957.52
  6. 海杂波背景下的舰船目标雷达成像算法研究,TN958
  7. 海杂波建模及其对ISAR成像的影响,TN957.54
  8. 空间目标ISAR成像仿真及基于ISAR像的目标识别,TN957.52
  9. 空中目标与背景的红外图像仿真技术研究,TP391.41
  10. 基于纹理特征的视频编码技术研究,TP391.41
  11. 二甲醚羰基化制醋酸乙烯中间体二醋酸亚乙酯研究,TQ225.12
  12. 拟南芥胱硫醚-γ-合成酶（D-AtCGS）基因在大肠杆菌中的表达及抗血清制备,Q943.2
  13. 红肉脐橙和‘国庆四号’温州蜜柑中CHS和CHI基因的克隆与表达及其对类黄酮积累的调控机制,S666.4
  14. 在大肠杆菌内引入MVA途径高效合成抗疟药青蒿素前体—紫穗槐-4，11-二烯,TQ463
  15. 天然黄酮苷灯盏花甲素的合成研究,R284.1
  16. 天然冰片、合成冰片及薄荷脑对P-糖蛋白的影响及其机制研究,R285
  17. 沙利度胺衍生物的设计合成及抗肿瘤活性研究,R965
  18. 阿托伐醌类似物的设计、合成及其抗肿瘤活性研究,R914
  19. 联萘酚的合成与拆分,O625.3
  20. 低蛋白日粮添加合成氨基酸和小肽对肉仔鸡的影响,S831.5
  21. 双酚AP型苯并噁嗪树脂的合成及性能研究,TQ320.1

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
© 2012 www.xueweilunwen.com