端基对寡聚噻吩类小分子光伏性能的影响

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luowzh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文设计了一系列基于寡聚噻吩的有机光伏给体材料,详细研究了不同的末端取代基团对寡聚噻吩的光伏特性的影响。分别是以染料官能团为端基的寡聚噻吩小分子光伏给体材料;以茚满二酮为端基的寡聚噻吩小分子光伏给体材料;以氟代烷基氰基乙酸酯为端基的寡聚噻吩小分子光伏给体材料。对它们的热力学稳定性、紫外可见吸收、带隙、电化学性质、固态堆积性质、空穴传输性质以及作为有机给体材料制备的光伏器件的光电转换效率进行了系统研究。各部分详细摘要如下:  一、为了提高寡聚噻吩化合物的吸光特性,将两个染料中的常见电负性官能团引入到寡聚噻吩共轭骨架,制得了以双绕丹宁和六元杂环为端基的A-D-A型寡聚噻吩分子D2R(8+2)7T和DTDMP7T。发现分子的电化学带隙和LUMO能级可以通过不同端基的电负性来进行调节。另外,发现端基还对分子的固态堆积产生较大的影响。分子的固态堆积一方面反过来影响分子的固态吸收和薄膜状态下的光学带隙,另一方面还决定了分子薄膜的空穴迁移率。由于较低的空穴迁移率,新合成的两个寡聚噻吩化合物D2R(8+2)7T和DTDMP7T的光电转换效率分别为2.46%和4.05%。该部分说明,在设计有机给体分子时,除了要考虑电化学带隙,还要综合考虑给体分子的平面性、固态堆积情况、形貌、迁移率等各方面因素。  二、针对寡聚噻吩体系的填充因子较小的问题,尝试将较大平面性的拉电子官能团引入到寡聚噻吩体系,希望得到较好的分子堆积情况。进而得到高的填充因子和光电转换效率。通过文献调研,将1,3-茚满二酮体系及其衍生结构,引入到寡聚噻吩体系,得到化合物DIN7T,DDIN7T和DINCN7T。正如所预料,DIN7T有很好的固态分子堆积情况和空穴迁移率。基于DIN7T分子的光伏电池的光电转换效率达到4.93%,填充因子达到了小分子体系的最高值72%。该部分说明通过对末端官能团的有效设计,可以得到希望的分子堆积情况和空穴迁移率,进而得到好的光电转化效率。  三、由于氟原子的独特性,含氟烷基端基可以有效调控P3HT聚合物在有机光伏电池中的形貌,进而得到高效的光电转换效率。为此,将含氟烷基端基引入到寡聚噻吩中,得到了化合物DCAE7T-F1和DCA07T-F7。相对于没有氟烷基取代的对应化合物DCAE7T和DCA07T,氟烷基取代的化合物DCAE7T-F1和DCA07T-F7具有较低的电化学带隙(1.67 eV)。发现随着氟烷基含量的增加,寡聚噻吩的表面能逐渐降低,疏油性逐渐增加。DCA07T-F7由于较强的疏油性和较低的表面能,导致该分子无法通过溶液处理的方法制备光伏器件。DCAE7T-F1化合物能够通过旋转涂膜的方法制备光伏器件。在同一片ITO上的五个光伏器件表现出明显的位置效应,两端的器件明显好于中间的器件。这一现象主要是由于氟烷基取代导致成膜不均一性导致的。
其他文献
有机催化的Domino反应具备高效、便捷、环境友好的优点,在构筑复杂、高挑战性分子骨架方面有突出的优势,从而受到广泛关注。其中,有机膦小分子催化的Domino环化反应已经迅速发展
周永康同志在省第八次党代会上的报告中明确指出,“我们一定要抢抓机遇,应对挑战,乘势而进,迎难而上,坚定不移地推进我省的跨越式发展”,“实施跨越式发展必须发挥后发优势,
近年来有机电致发光材料已逐渐成为国际上的研究热点。有机电致发光器件(OLED)因其具有低直流电压驱动、高亮度、宽视角、高效率及易于实现大面积直流显示等显著优点,已逐渐
有序介孔碳材料,由于其具有高的比表面积、大的孔容、良好的导电性等特点使得它们在吸附、分离、特别是在催化反应中发挥着极其重要的作用。SBA-15是一种经典的介孔分子筛载体
本文阐述网络自制剧的生产模式的形成与发展,从网络自制剧的特点指出它的优势与强大的运用性。 This article elaborates the formation and development of the mode of pr
1月18日下午,国防科工委召开机关全体党员干部和直属单位处以上党员干部大会,由国防科工委十六大代表刘积斌、张华祝、陈求发同志传达党的十六大会议精神,并对下一步的学习贯彻
在当前金融危机席卷全球的经济形势下,矿产品需求急挫,价格暴跌,矿业面临困境,郴州地区的矿山也不能幸免。脱困之道首先是矿业自救,主要是降低矿产品成本,调整和优化品位指标
随着信息时代的快速发展,全国高校普遍开设起来信息技术专业以及教育技术学专业,其中视觉文化和媒体素养课程从上个世纪开始就被列为教育技术专业的一门专业基础课程,这是社
α-酮酰胺化合物是许多天然化合物和药物的关键骨架,由于它的重要生理活性已经引起化学家的广泛关注。同时它也是一种重要的化工中间体,能进一步转化成5-HT6,α-二酮和β-内酰胺
二氧化碳是主要的温室气体,同时又是廉价易得、储量丰富、不可燃、无毒无害且可再生的碳资源,将其固定和转化为化工产品具有较高的经济价值和生态效益。因此,无论从环境保护还是