基于并三噻吩单元的共轭聚合物光伏材料的合成与表征

【摘要】：随着社会的发展,能源问题日益显现,越来越多的人开始关注新能源的开发,期盼找到一条能源的可持续发展道路。太阳能由于其取之不尽,用之不竭且易得、无污染,生产成本低等特点为开发新能源提供了很好的研究方向。近年来,对基于有机共轭聚合物的太阳能电池研究引起了众多科研人员的关注。目前以电子给体单元(D)和电子受体单元(A)交替共聚而成的窄带隙聚合物成为研究的热点,窄带隙聚合物可以吸收更宽的太阳光谱,而D-A交替共聚结构可以有效的降低聚合物的带隙。对窄带隙聚合物的研究是获得高能量转换效率的聚合物太阳能电池最有效方法之一。 聚噻吩衍生物在发光二极管、场效晶体管、聚合物太阳能电池等领域被认为是十分重要的一类聚合物材料。本论文所设计的新型D-A交替聚合物是以并三噻吩单元为电子供体与吡咯并吡咯二酮(DPP)、4,7-二溴苯并噻唑(BT)、噻吩并吡咯二酮(TPD)以及噻唑并噻唑(TTz)为电子受体单元进行聚合得到的。 本论文通过Suzuki-Miyaura偶联反应法和直接芳基化偶联反应法得到了四个新窄带隙聚合物P1、P2、P3和P4,通过核磁共振氢谱、GPC、过热失重分析、差示量热分析、紫外-可见光吸收、电化学进行表征,均表现出较好的热稳定性、光学性质和电化学性质。它们的带隙分别为1.94eV、1.74eV、1.75eV和1.67eV。 【关键词】：共轭聚合物 并三噻吩 窄带隙聚合物 有机太阳能电池
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 有机聚合物太阳能电池简介9-15
• 1.1.1 有机聚合物太阳能电池的重要发展史10-11
• 1.1.2 有机聚合物太阳能电池结构11-13
• 1.1.3 有机聚合物太阳能电池工作原理13-14
• 1.1.4 有机聚合物太阳能电池性能参数14-15
• 1.2 窄带隙有机聚合物太阳能电池材料15-18
• 1.2.1 常见的窄带隙聚合物给体材料15-16
• 1.2.2 基于并三噻吩单元聚合物在有机太阳能电池材料方面的应用16-17
• 1.2.3 目前报道的高效率D-A型窄带隙聚合物太阳能电池17-18
• 1.3 本论文研究的目的及意义18-19
• 1.4 本论文研究的主要内容19-21
• 1.4.1 聚合物的合成19
• 1.4.2 聚合物的性能表征19-21
• 2 井三噻吩类电子给体单元的合成及表征21-27
• 2.1 引言21
• 2.2 并三噻吩类电子给体单元的合成路线21-22
• 2.2.1 电子给体单元1(Donor 1)的合成路线21-22
• 2.2.2 电子给体单元2(Donor 2)的合成路线22
• 2.3 实验仪器与试剂22-24
• 2.3.1 实验仪器22-23
• 2.3.2 实验试剂23-24
• 2.4 单体的合成与表征24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 吡咯并吡咯二酮、苯并噻二唑、噻吩并吡咯二酮、噻唑并噻唑电子受体单元的合成与表征27-37
• 3.1 引言27-29
• 3.2 合成路线29-31
• 3.2.1 电子受体单元1(吡咯并吡咯二酮,Acceptor 1)的合成路线29-30
• 3.2.2 电子受体单元2(4,7-二溴苯并噻唑,Acceptor 2)的合成路线30
• 3.2.3 电子受体单元3(噻吩并毗咯二酮,Acceptor 3)的合成路线30
• 3.2.4 电子受体单元4(噻唑并噻唑,Acceptor 4)的合成路线30-31
• 3.3 实验仪器及试剂31-32
• 3.3.1 实验仪器31
• 3.3.2 实验试剂31-32
• 3.4 单体的合成与表征32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 聚合物的合成、表征及性能测试37-50
• 4.1 引言37-38
• 4.2 聚合物的合成路线38-39
• 4.3 实验仪器及试剂39-40
• 4.3.1 实验仪器39
• 4.3.2 实验所用的主要试剂39-40
• 4.4 聚合物的合成及表征40-43
• 4.4.1 聚合物P1的合成及表征40
• 4.4.2 聚合物P2的合成40-41
• 4.4.3 聚合物P3的合成41-42
• 4.4.4 聚合物P4的合成42-43
• 4.5 结果与讨论43-49
• 4.5.1 凝胶色谱法测定聚合物的分子量分布43-44
• 4.5.2 聚合物的热稳定性分析44-45
• 4.5.3 聚合物的光谱吸收性能分析45-46
• 4.5.4 聚合物的电化学性能分析46-49
• 4.6 本章小结49-50
• 5 总结50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-59
• 附图59-67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

聚合物太阳能电池材料的研究进展    路胜利,刘宽,杨慕杰

3-正构烷氧基噻吩的合成工艺    黄金波;余爱农;孙宝国;余华;

新型窄带隙聚合物太阳电池给体材料的设计合成与应用    王明

太阳能电池及关键材料的研究进展    李丽;张贵友;陈人杰;陈实;吴锋;

聚合物光伏薄膜电池活性材料研究进展    赵丽凤;李盛彪;苏津津;孙晖;龙光斗;郭能;黄维;

防反射薄膜制备方法概述    蒋春跃;周峰;孙志娟;

太阳能电池材料技术专利国际竞争趋势分析    庞杰;刘则渊;梁永霞;

环氧体系在电池中的应用    董永祺;

掺杂改性二氧化钛薄膜的制备及其光学性能研究    周艳军

聚合物太阳能电池机理及实验研究    李卫民

原位生长掺杂TiO_2薄膜电极及其光电转换性能研究    王松

硫化镉敏化二氧化钛纳米棒阵列的制备及其光电特性研究    陈会

TiO_2/α-Fe_2O_3纳米阵列复合材料的制备及性能研究    赵辉

基于氧化石墨烯/P3HT有机太阳能电池研究    赵宇

光折变聚合物光伏空间光孤子的研究    潘舒

制备及退火工艺对SnS薄膜的性能影响    高玉翠

CdS敏化纳晶TiO_2薄膜电极的光电化学性能研究    王美容

硝磷酸腐蚀及不同北接触层对CdTe薄膜太阳电池性能的影响研究    郝瑞英

CdS纳米晶、TiO_2/CdS核壳结构纳米棒薄膜电极的制备及其光电化学性能研究    贾会敏

电子束蒸发制备掺铝氧化锌透明导电膜    王子健

3，4-乙撑二氧噻吩（EDOT）的合成与表征    钱先锋

肉味香精的制备    孙宝国

烷基和烷氧基取代聚噻吩的合成、表征与光电性能    佟拉嘎,蹇锡高,藤井彰彦,吉野胜美

富勒烯功能高分子材料的制备与性能研究    陈彧,徐晓鸿,王静霞,肖丽香,蔡瑞芳,黄祖恩

含硫香料分子结构与肉香味的关系研究    孙宝国,丁富新,郑福平,刘玉平

3－甲氧基噻吩合成    侯仲轲

共轭聚合物中π电子行为及滑移平面对称性    周详,胡承正

感光性可溶共轭聚合物聚对苯的合成    刘承美,宋建涛,胡富贞

共轭聚合物中的极化子--双极化子掺杂(英文)    彭景翠;栗翼明;

聚合物发光材料    李建科，漆宗能，王佛松

共轭聚合物/C_(60)复合体系及其在光伏打电池中的应用    黄红敏,贺庆国,蔺洪振,杨俊林,白凤莲

新型C_(60)衍生物的合成及其太阳能电池性能    郑立平,周清梅,王飞,邓先宇,俞刚,曹镛,宁滨,郭志新

共轭聚合物/纳米晶太阳能电池研究进展    孙忠月;李盛彪;王兢;程丽;

聚合物太阳能电池发展与展望    林红;张永昌;李鑫;李建保;

CdSe纳米晶/共轭聚合物太阳电池的制备与性能研究    刘艳山;王藜;曹镛;

有机半导体光伏打电池——共轭聚合物及其与C_(60)的复合体系    黄红敏,贺庆国,蔺洪振,王文龙,翟锦,杨俊林,彭权刚,朱道本,白凤莲

共轭聚合物对有机场效应晶体管的调控作用    吴卫平;刘云圻;邹应萍;李永舫;朱道本;

微波辅助高质量共轭聚合物合成    张文思;路萍;马於光;

新型共轭聚合物荧光探针设计及其在生物检测与成像中的应用研究    王树;

共轭聚合物荧光探针:生物检测、成像与生物医药应用    王树;

侧链含氨基的聚对苯撑乙炔/咔唑共轭聚合物的合成及发光性质的研究    刘暘;杨凯;孙书;石建兵;佟斌;支俊格;董宇平;

用于TNT爆炸物检测新型荧光共轭聚合物的制备及性能研究    陈意铭;廖明义;金美花;黄丽;

一类共轭聚合物半导体的设计、合成与性能    陈杜刚;韩康;兰凌燕;钟成;秦金贵;

基于带吸电子基团的苯并二噻吩衍生物的新型共轭聚合物的合成及其光伏性能    赵斌;聂玉娟;汤鹏;谭松庭;

新型氮杂芴基超分子共轭聚合物凝胶的制备与表征    林宗琼;林进义;李伟杰;张超;解令海;仪明东;黄维;

含联苯共轭聚合物的合成    张磊;崔元臣;

塑料芯片技术不断发展    吴映红

进军多学科前沿交叉新领域    本报记者 操秀英

TFEL：强力挑战LCD    北方交通大学　　滕 枫　徐 征　赵谡玲

吸附储氢材料研究获进展    陶加

大连化物所提高储氢能力    

长春应化所发明新型共轭高分子材料    于洋　记者 李泳沩

聚芳烃二炔类水溶性共轭聚合物的合成及其在传感器中的应用研究    曾文南

荧光共轭聚合物的合成、表征及荧光传感特性    冯继昌

新型给体—受体共轭聚合物的设计、合成及其有机光伏太阳能电池性能研究    胡超

水醇溶性有机光电材料与受体悬挂式共轭聚合物的合成与性能研究    段春晖

基于共轭聚合物的新型荧光传感薄膜的创制及相关检测仪器的研制    何刚

具有光活性的电子给体/受体双缆型共轭聚合物的设计、合成和性能研究    李明华

聚芴类共轭聚合物荧光传感器的合成、设计及应用研究    鲍碧清

分子刷型水溶性共轭聚合物的合成、表征与传感应用研究    张志勇

新型共轭聚合物的合成及其光电性能研究    王晓晨

新型共轭聚合物的设计、合成及光电性能研究    曹康丽

荧光共轭聚合物合成及其在金属离子检测中的应用    王安宁

炔基取代的多色功能共轭聚合物的合成及衍生修饰    雷艳丽

两种新型荧光共轭聚合物的合成及其对非离子表面活性剂的分析应用    郝丹

新型聚苯撑乙炔类共轭聚合物的合成以及荧光传感研究    唐雪艳

新型水溶性聚苯乙炔—吡啶类共轭聚合物的合成及荧光传感应用研究    胡玉琴

用于太阳能电池的窄带隙共轭聚合物的合成与性能研究    李彬

二类不同共轭聚合物的合成及对金属离子识别性的研究    王成智

含苯并三氮唑单元的π共轭聚合物的合成与性能研究    古丽巴哈尔·达吾提

含苯并二噻吩及噻吩衍生物的共轭聚合物的合成及光伏性能研究    聂玉娟

新型共轭聚合物光伏材料的设计合成及光伏特性研究    钱德平