含可交联基团的本体异质结太阳能电池材料的合成与研究

摘要

本体异质结太阳能电池具有重量轻、可弯曲、稳定性好等优点，近来已经得到了广泛的研究应用，目前它的光电转化效率已经达到了7.4%（AM1.5，100mW/cm2)，直逼商业化所需数值。然而在实际工作中，本体异质结存在着一个最常见的缺陷，即目前本体异质结太阳能电池大多是给体与受体分子采用物理方法掺杂共混，这种共混的复合体存在的最大缺陷是它在微观上是无序的，两种组分间会存在相界和有如球形或死胡同般的间断面，这些缺陷阻碍了电荷的分离和传输，其相分离尺寸难以保证在激子扩散长度（10nm）之内。克服这种缺陷的方法之一就是制备规整的本体异质结薄膜。在本论文中，我们旨在通过在噻吩共轭聚合物给体材料与C60 受体材料上均引入可交联基团，并研究它们的光物理和电化学等性能，然后我们通过热交联固化使给体-受体材料连接在一起形成结构规整的本体异质结薄膜。我们主要研究工作包括以下几个方面：
　　 1、首先我们设计合成了含可交联基团的系列噻吩共轭聚合物给体材料P(MET-co-3HT)-10%~PMET，并合成了应用最为广泛的噻吩聚合物P3HT 以用作性能的对比。我们对聚合物进行了结构的表征，并且研究了系列聚合物的热物理、光物理以及电化学性能。
　　 2、我们还合成了与聚噻吩相对应的含有可交联基团的新型C60 受体材料Cross-linkable-C60，对该分子进行了结构表征，并且测试了它的光学、电化学性能。
　　 3、最后，我们将光学性能最好的P(MET-co-3HT)-50%与Cross-linkable-C60 按一定比例溶于氯苯溶液中，通过在石英片上旋涂成膜并加热使给受体材料发生交联并固化形成不溶的互穿网络结构的有机薄膜，并且测试了薄膜的光学性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第二章噻吩共轭聚合物电子给体材料的合成与表征

第三章C60 衍生物电子受体材料的合成与表征

第四章聚合物给体/富勒烯受体材料交联手段的初步实现

第五章总结

致谢

参考文献

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