低聚噻吩及其衍生物与富勒烯混合溶液中的电子转移研究

摘要

在本文中以邻二氯苯为溶剂，对低聚噻吩及其衍生物(3T、4T、5T、6T、7T及3P)与富勒烯(C60、C70和C84)溶液的荧光光谱、吸收光谱和电化学方面分别进行了研究。吸收光谱的测定主要用于对猝灭荧光光谱进行直接吸收和侧吸收的校正，而它们的氧化还原电势则是用于Weller方程的计算。我们主要借助于荧光光谱方法，对低聚噻吩及其衍生物(3T、4T、5T、6T、7T及3P)与富勒烯(C60、C70和C84)混合溶液中由电子转移所引起的荧光猝灭进行了研究。实验结果表明，在与富勒烯的混合溶液中，噻吩的链长和取代基影响着混合溶液中电子转移效率。对于噻吩与富勒烯(C60，C70，C84)混合溶液中，电子转移效率会随着富勒烯电子亲和力的增加而增大。实验结论与基于Weller方程所计算出的理论结果吻合的很好。另外对于文中部分数据分析结果与Weller方程所计算出的理论结果的偏差，也给出了我们的分析和解释。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2历史及现状

1.3π共轭聚合体的主要特性

1.3.1共轭聚合体的电子特性

1.3.2带电共轭聚合体的特性

1.3.3共轭聚合体的激发态性质

1.4有机太阳电池原理及结构

1.5本文的选题背景及研究内容

第二章有机太阳电池相关理论

2.1光的吸收与激发态能量耗散途径

2.1.1光的吸收

2.1.2朗伯特—比尔定律

2.1.3分子激发态能量耗散途径

2.2发光过程动力学和斯特恩—福尔默尔(Stern-Volmer)方程

2.3能量转移和电子转移理论

2.3.1福斯特(F(o)rster)与德克斯特(Dexter)能量转移

2.3.2光致电子转移的马库斯理论

2.4电荷分离的热力学

第三章实验及校正方法

3.1施主受主系统中的光物理过程及光谱测量

3.2主要实验仪器

3.4实验试剂与试验方法

3.4.1实验试剂的选用、称量、配置

3.4.2实验方法

3.5实验数据的校正方法

3.5.1富勒烯吸收作用的影响

3.5.2直接吸收校正

3.5.3侧吸收校正

第四章电子亲和力、链长及取代基相关的电子转移研究

4.1电子亲和力相关的数据处理及分析

4.2低聚噻吩与富勒烯的相互作用

4.2.1 3T与富勒烯的相互作用

4.2.2 5T与富勒烯的相互作用

4.2.3 6T与富勒烯的相互作用

4.2.4 7T与富勒烯的相互作用

4.2.5电子亲和力相关的荧光猝灭研究结果总结

4.3电子亲和力相关的热力学分析

4.4链长相关的荧光猝灭研究

4.4.1链长相关的数据处理及分析

4.4.2链长相关荧光猝灭的热力学分析

4.5取代基的荧光猝灭影响

4.5.1取代基对荧光光谱的影响

4.5.2取代基相关的荧光猝灭

4.5.3取代基影响的荧光猝灭的热力学分析

第五章总结与展望

5.1本文所做的工作及主要结论

5.2对有机太阳电池前景的简单展望

参考文献

附录