基于三元组分共轭聚合物的分子设计及器件应用

摘要

本项研究中，我们设计制备了窄带隙给体-受体(D-A)型二元共轭聚合物P1和具有规整主链结构的D1-A-D2-A型三元共轭聚合物P2。通过精确的控制共轭聚合物的主链结构的单元分布，聚合物的光学和电学性质得到了精确的调控。形成窄光学带隙的同时降低了聚合物的最高电子占据态能级(HOMO)，增强了分子主链的共平面性以及聚合物分子间的π-π堆积。在本工作中，我们进一步深入研究了这种结构规整型三元共轭聚合物在有机太阳能电池中的应用。以三元聚合物P2为电子给体，富勒烯衍生物PCBM作为电子受体，在没有任何添加剂的条件下，相比于基于二元聚合物P1的电池器件，基于P2的聚合物太阳能电池获得了显著提高的开路电压(Voc)，短路电流(Jsc)和填充因子，并由此得到了最高5％的光电转换效率(PCE)，这一结果相对于以D-A结构的P1聚合物为基础制备的器件有了很大提高。我们的结果证明了三元组分聚合物的设计策略的重要性，对进一步提高有机聚合物太阳能电池具有一定的价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1前言

1.2 有机共轭聚合物在新型太阳能电池中的应用

1.2.1 引言

1.2.2. 聚合物太阳能电池的原理和结构

1.2.3. 太阳能电池的电流-电压曲线和重要参数

1.2.4 三元组分聚合物太阳能电池材料的研究进展

1.3 本论文的工作的设计思想

第二章 有机聚合物太阳能电池中二元和三元组分给体-受体(D-A)型聚合物的性能研究

2.1引言

2.2 实验部分

2.3实验结果与讨论

2.3.1聚合物的合成

2.3.2. 光学和电化学性质

2.3.3 密度泛函理论(DFT)计算

2.3.4 光伏性能

2.3.5 聚合物-富勒烯混相形貌表征

2.4 总结

第三章 论文总结与展望

参考文献

附录

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢