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《氟代苯并噁二唑共轭聚合物的设计合成与光伏性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、硕士学位论文氟代苯并噁二唑共轭聚合物的设计合成与光伏性能研究作者姓名王君易学科专业材料学指导教师曹镛院士所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年5月Design,Synthesis,andPhotovoltaicPropertiesofConjugatedPolymersBasedonDifluorobenzoxadiazoleADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JunyiWangSupervisor：Prof.YongCaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuang
2、zhou,China分类号：TB34学校代号：10561学号：201520114325华南理工大学硕士学位论文氟代苯并噁二唑共轭聚合物的设计合成与光伏性能研究作者姓名：王君易指导教师姓名、职称：曹镛、院士申请学位级别：工学硕士学科专业名称：材料学研究方向：功能高分子材料论文提交日期：2018年4月25日论文答辩日期：2018年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：苏仕健委员：段春晖，朱旭辉，彭小彬，应磊摘要由于传统化石能源的不可再生性及其使用带来的“温室效应”等环境问题，可持续发展的清洁能源的开发与探索成为了现今科学界重点关注的问题之一
3、。其中，太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能成为具有强大应用潜能的新能源技术。其中有机太阳能电池具有质轻、柔性以及可采用“卷对卷”大面积加工方式等独特优势引起广泛关注。至今，有机太阳能电池的能量转化效率已经超过15%。氟代苯并噁二唑单元相对于氟代苯并噻二唑，由于氧原子的电负性能够同时降低最高占据轨道和最低未占据轨道而不改变光学带隙，因此提高了开路电压同时减小了能量损失。其次，氧原子在半径上与氮原子更接近，这种匹配性能够使分子的骨架更趋于平面。同时，氧原子更高的电负性使得分子具有更大的偶极矩从而获得较大的分子间相互作用，这种分子间相互作用力与分子平面性的提高有利于分子获得更好
4、的聚集能力和结晶性。第二章，我们设计合成了一种具有优异综合性能的聚合物光伏材料。通过合理的分子设计，采用5,6-二氟-2,1,3-噁二唑(ffBX)作为受体单元，苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)作为给体单元，采用Stille缩聚反应得到D-A型共轭聚合物BDT-ffBX-OD和BDT-ffBX-DT。其中BDT-ffBX-DT具有优异的综合性能，即能够采用非卤溶剂并且在温和的成膜温度下加工，且选择较便宜的[60]PCBM作为受体材料也获得较高能量转化效率，同时该活性层厚度超过250nm，足够减小大面积加工下的薄膜缺陷。第三章，我们通过对BDT-ffBX材料的
5、给体单元的改进，将苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)替换成噻吩并噻吩（TT）来获得光谱更宽，吸收红移的共轭聚合物材料。由此提高其短路电流从而获得更高的能量转化效率。第四章，我们设计并合成了4个D-A1-D-A2型三元无规共聚物，采用同样的给体单元D，选择5,6-二氟-4,7-二噻吩[2,1,3]噻二唑(DTffBT)或5,6-二氟-4,7-二噻吩[2,1,3]噁二唑(DTffBX)作为受体单元A1，以及采用5,6-二氟苯并[2,1,3]噻二唑(ffBT)或5,6-二氟苯并[2,1,3]噁二唑(ffBX)作为另一种受体单元A2。将A1类单元与A2类单元中各自择一
6、匹配，便能够得到四组化学结构微小变化的D-A1-D-A2型无规共轭聚合物2TBT-BT、2TBX-BT、2TBT-BX和2TBX-BX。以上述四个聚合物为模型，研究了无规共聚物中化学结构与光伏性质关系，并对器件中电荷的产生、传输与复合以及形貌等性I质进行对比研究。关键词：氟代苯并噁二唑；聚合物太阳能电池；器件性能；三元无规共聚物；窄带隙聚合物IIAbstractItisclearthatthetraditionalfossilenergyisnonrenewableandhasnegativeconsequencesonenvironment,suchasgreenhous
7、eeffect.Exploringsustainableenergyhasattractedamountofattention.Solarenergyhasthecapabilitytomeettheword’sdemand.Solarcellswhichcanconvertthesunlightintoelectricityareoneofthemostpromisingtechnologiestoharvestthisenergy.Especially,polymersolarcellsholdpromisef
