基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征-论文.pdf

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1、第9卷第2期中国科技论文Vo1．9No。22014年2月CHINASCIENCEPAPERFeb．2014基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征海杰峰，尹良敏，唐卫华(南京理工大学化工学院，南京210094)摘要：为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料，通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物(PTTz—Si)。这种聚合物具有较窄的光学带隙(1．77eV)、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱，其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件，是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过

2、核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征，并且将聚合物与PC．CM共混制备聚合物太阳能电池器件，获取0．76的光电转化效率。关键词：光电池；共轭聚合物；噻唑并噻唑；聚合反应；表征中图分类号：0621．3；TM914．4文献标志码：A文章编号：2095—2783(2014)02～0247—06SynthesisandcharacterizationofthiazolothiazolebasedconjugatedpolymerfororganicphotovoltaicsHaiJiefeng，YinLiangmin，TangWeihua(

3、SchoolofChemicalEngineering，NningUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Inpursuitofnovelhighlyefficientpolymersolarcells，analternatingconjugatedpolymer(PTTz—Si)ofthiazolothiazoleelectronacceptorunitandsilolo[3，2-b：4，5-b’]dithiopheneelectrondonorunitwassynthesizedthroughStillec

4、ouplingpolymeri—zation．PTTz—Sihasanarrowbandgapof1．77eV，highair-stabilityandbroadUV—Visabsorptionspectrum．GoodsolubilityofPTTz-Siguaranteessolution-processabilityaspotentialdonoractivefororganicsolarcells．PTTz-Siwasfullycharacterizedbynuclearmagneticresonance，thermogravimetricanalysisandUV-Visiblesp

5、ectroscopy，gelpermeationchromatographyandelec—trochemistrystatiorLThephotovoltaicdevicebasedonPTTz-Si／PG1CMexhibitedapowerconversionefficiencyof0．76．Keywords：photovoltaiccells；conjugatedpolymers；thiazolothiazo1e；polymerization；characterization世界能源以化石能源为主。化石能源在很长一电池的热点。与此同时，通过设计改变聚合物的分段时间内是人类生存和发展的能源

6、基础，人类对化子结构，可以有效地调节聚合物材料的热稳定性、溶石能源的消耗越来越大。天然气、石油和煤炭这类解性以及光学带隙等性能l34]。化石能源具有不可再生性，它们的严重消耗使其面噻唑[5，4一d]并噻唑(TTz)单元在太阳电池、发临枯竭，同时在它们的使用过程中还伴随着全球性光二极管和场效应晶体管等领域应用有着广泛的应的环境污染和生态破坏。要解决这些困扰人类的能用[。TTz核中存在的碳氮双键(C—N)有很强源枯竭问题和能源环境污染问题，就需要改变现在的吸电子能力，与此同时TTz刚性的平面结构可以的这种以化石能源为主的世界能源结构，去寻找更很大程度上增强兀电子的堆积效应和降低烷基支链加清洁环保并

7、且可再生高效节能的新型能源，比如的扭曲程度_8]，所以这种由TTz电子受体结构单元太阳能、风能、潮汐能、地热能、核能以及生物质能。构建的交替共聚的聚合物表现出较高的空穴迁移率其中，将太阳光转变成电能的光伏技术被认为是解(达0．3cmVS)[9]。除此之外，TTz还具有在决不断增长的能源需求的最佳有效途径之一。因为空气中有良好稳定性、易于合成和结构上的修饰等与传统的化石能源相比，太阳能有其独特显著的