苯并二环戊二烯并二硒吩类光电材料的合成与性质研究

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1、的环氧树周苯脂曦并胶二液环（申请工学硕士学位论文）戊武二汉烯理并二工硒苯并二环戊二烯并二硒吩类大吩学类光电光电材料的合成与性质研究材料的合成与性质研究培养单位：材料科学与工程学院蒋尊学科专业：材料学龙研究生：蒋尊龙武汉指导老师：肖生强研究员理工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目苯并二环戊二烯并二硒吩类光电材料的合成与性质研究英文SynthesisandPropertiesofOrganicOptoelectronicMaterials题目BasedonIndacenodiselenophenes研究生姓名蒋尊龙姓名肖生强职称研究员

2、学位博士指导老师单位名称材料复合新技术国家重点实验室邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称材料学论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席官建国评阅人夏江滨唐浩林2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签

3、名:日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据武汉理工大学硕士学位论文中文摘要

4、为了满足当今世界对绿色、可再生能源的急切需求，有机光伏太阳能电池(OPV)已发展成为一个热门的研究领域。在过去的十年里，电池器件的效率以及对其基础物理过程的理解都有持续性的进步。和传统的无机太阳能电池相比，有机太阳能电池的效率虽然较低，但具有柔性、低成本和可溶液加工的优点。为提高对太阳光谱的吸收和光电转换效率，越来越多的新型共轭聚合物被用于电池的活性材料中。由于大多数给体材料的带隙较宽，导致与受体材料的能级不匹配和短路电流的值很低，使得太阳能电池的效率很低。所以，在有机光伏领域，窄带隙聚合物引起研究者们越来越多的兴趣。近年来，基于窄帯隙聚合物与[6,6]-苯基-C71

5、-丁酸甲酯(PC71BM)的太阳能电池效率已经接近10%。大部分具有高效率的窄带隙聚合物中都含有噻吩结构单元，由于硒原子与硫原子处于同一主族，硒吩与噻吩具有相似的化学性质，硒原子的孤对电子具有更强的可极化性，分子间Se-Se间相互作用更强，基于硒吩的窄带隙聚合物也开始被大量研究。本研究基于硒吩的窄带隙聚合物P1、P2和P3的合成、表征以及性能如下：1.以苯并二环戊二烯并二硒吩(IDSe)为电子给体、苯并噻二唑以及其衍生物为电子受体，通过Stille偶合反应，分别成功的得到了3个窄带隙聚合物P1、P2和P3。其中，聚合物P1、P2和P3的受体单元中分别具有0，2，4个噻

6、吩环。中间体、目标单体和聚合物的化学结构由核磁共振氢谱、核磁共振碳谱以及质谱或者凝胶渗透色谱得以确认。2.聚合物P1、P2和P3在甲苯、氯苯、氯仿等普通溶剂中具有良好的溶解性，o5%的失重温度达到300C左右，具有良好的热稳定性。用紫外-可见光谱测得聚合物P1、P2和P3的光学帯隙分别为1.66eV，1.77eV和1.80eV。其中，P1在600~800nm处有强吸收峰，随着受体单元中噻吩数目的增加，P2和P3的最强吸收峰位在500nm左右。P1和P3在可见光区表现出互补吸收的特点。受体单元中噻吩环越多，受体的缺电子能力越弱，对应聚合物的LUMO能级升高，P1的LUM

7、O能级为-3.51eV，P2的要比P1的高0.06eV，P3的要比P2的高0.02eV。3.将3种聚合物分别和电子受体PC71BM一起构建了体异质结太阳能电池器件，研究了给-受体比例、添加剂以及电极修饰材料对电池器件性能的影响。其-2中P1具有较高的短路电流密度值，超过了12mA/cm，电池效率也达到了4.3%。I万方数据武汉理工大学硕士学位论文P3具有较高的开路电压值，在0.85V左右，电池效率也可以达到3.3%。关键词：有机太阳能电池，苯并二环戊二烯并二硒吩，给体材料，窄帯隙II万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractOrganicpho