资源描述：
《聚合物太阳能电池材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、JACS2009.9.29星期三出版一种高效聚合物太阳能电池的平面共聚物RuipingQin,WeiweiLi,CuihongLi,ChunDu,ClemensVeit,Hans-FriederSchleiermacher,MattiasAndersson,ZhishanBo,ZhengpingLiu,OlleInganas,UliWuerfel,andFenglingZhang,InstituteofChemistryCAS,Beijing100190,China,DepartmentofPhysics,Chem
2、istryandBiology,Linko¨pingUniVersity,SE-58183,Linko¨ping,Sweden,CollegeofChemistry,BeijingNormalUniVersity,Beijing100875,China,andFraunhoferInstituteforSolarEnergySystemsISE,Heidenhofstrasse2,79110Freiburg,Germany最近，功率转换效率（PCE）为6.1%已经被证实，这使得聚合物电池商业化更具有鼓舞性和希望了。
3、在实现高效率的聚合物太阳能电池中聚合物的设计和加工设备都起到了重要作。值得注意的是聚合物的光学和电子性能可以通过调节来符合设备的要求。可吸收材料的设计：HOMO，LUMO的位置；以及聚合物的转移性，所有这一切都是基于吸收太阳能辐射光子,产生自由载流子,在相应的电极收集它们的。聚（3己基噻吩）（P3HT）已经被证实是在聚合物本体异质结太阳能电池中的最成功的电子给体之。P3HT的均一性在太阳能电池的性能中起着重要的作。均一性不好的P3HT的功率转换效率。为了更好的与太阳能光谱匹配，许多低带隙聚合物合成并且用在聚合物太阳
4、能电池；然而只有少数几种聚合能达到高于的功率转换效率。可能是由于聚合物的非平面结构而导致低效率的，这种结构在固态时对聚合物链的紧密堆积是不利的。在这里，我们提出了一种方案来设计更好的链堆积平面聚合薄膜以促进用于光伏应用的载流子迁移。一种共聚物，聚（2-（5-（5,6-二（辛氧基）-4-（噻吩-2-基）苯并[C][1，2,5]噻二唑-7-基）噻吩-2—基）-9-辛基-9H-咔唑）（HXS-1）已经被设计出来了，合成并且用于太阳能电池。把五个以和PC71BM混合的聚合物太阳能电池取平均值，得出短路电流（Jsc）为9.6
5、mA/c㎡，开路电压(Voc)为0.81V,填充因子(FF)为0.69,在AM1.5(100mW/ｃ㎡)下PCE为5.4%。在(Jsc)=9.6ｍＡ/ｃ㎡的条件下FF为0.69时表明HXS-1:PC71BM有一个平衡的电荷迁移,使HXS-1成为一个在太阳能电池应用方面具有前景的聚合物。高载流子迁移率要求共轭聚合物链紧密堆积形成膜。这是非常重要的设计和合成能在固态时紧密堆积并有很好的加工性能的聚合物。可溶性共轭聚合物通常情况下带有柔性侧链；然而，在许多情况下，侧链可以防止聚合物主链紧密堆积。为了实现平面聚合物构象，把
6、HXS-1设计成在苯并噻唑环上有两个辛氧基链咔唑环上有一个辛基链。在高温下柔性的烷基链使聚合物溶于有机溶剂，同时聚合物链可以有一个平面构象。在方案1中已经指出了HXS-1的合成。从4,7-二溴-5,6-二（辛氧基）苯并—2,1,3-噻二唑，与4,4,5,5-四甲基-2-（噻吩-2-基）-1,3,2-醇酯以钯（PPh3）4作为催化剂，在NaHCO3水溶液、THF中耦合反应生成化合物2的产率为41%。用NBS（N-溴代丁二酰亚胺）溴化2制得3的产率为88%。3和2,7-二（4,4,5,5-四甲基—1,3,2-dioxa
7、borolan-2-基）-9-辛基-9H-咔唑以[Pd]作为催化剂前体在双相混合物四氢呋喃-甲苯（5:1）/碳酸氢钠溶液中发生Suzuki-Miyaura-Schluter缩聚反应生成产量为69%黑色固体的聚合物HXS-1。方案1 合成HXS-15,6-二（辛氧基）-4,7-二（噻吩-2-基）苯并[ｃ][1,2,5]-噻二唑（2）FigureS1.X-raydiffractionpatternofpowderyHXS-1sampleHXS-1在高温下在氯仿，1,2二氯苯（DCB），四氢呋喃，1,2,3-三氯苯等中有
8、良好的溶解度。数均分子量为16.6kg/mol，重均分子量为51.4kg/mol，以及用凝胶渗透色谱法（GPC)）在150℃以聚苯乙烯标准用三氯苯作为洗脱液测定PDI值为3.1。热分析（TGA）表明，聚合物在300°C以下是稳定的。如图S1，HXS-1粉状样品的X射线衍射（XRD）出现了两个峰；第一个高峰在5.2°表示聚合物主链与烷基侧链之间分隔的距离约为∼
