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基于二噻吩并咔唑与苯并噻二唑的 D-A 型共轭聚合物的合成与表征
学位论文
OAI收割
硕士, 中国科学院长春应用化学研究所: 中国科学院研究生院, 2015
作者:
荣梓清
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提交时间:2016/04/27
由于给体片段(D)和受体片段(A)间的电荷转移
D-A型共轭高分子通常具有较小的光学带隙
且分子偶极矩较大
分子间相互作用较强
利于获得高的载流子迁移率
因此
D-A型共轭聚合物是有机太阳能电池材料领域的研究热点。另一方面
稠环分子由于具有刚性平面的构型
重组能小等优点而被广泛引入D-A型共轭聚合物体系中。因此
本文以二噻吩并[2
3-b:7
6-b]咔唑(C1)和二噻吩并[3
2-b:6
7-b]咔唑(C2)两个稠环单元作为给体片段
苯并噻二唑(BT)单元作为受体片段合成了一系列D-A型共轭聚合物
并且对它们的光物理性质
电化学性质
载流子传输和光伏特性进行了系统研究
主要成果和创新点如下: (1)合成了基于二噻吩并咔唑和烷氧基取代的BT单元的两个聚合物P(BT-C1)和P(BT-C2)
它们均是无定形聚合物。 尽管P(BT-C1)和P(BT-C2)在分子结构上只有硫原子位置不同的差别
但两者在长波长和短波长范围表现出完全相反的相对吸收强度。 通过理论模拟可以发现
两个聚合物骨架构象完全不同
P(BT-C1)的骨架较为弯曲
而P(BT-C2)的骨架线性较好。因此
基于P(BT-C2)的有机薄膜晶体管(OTFT)的迁移率较高
达到5.4×10-3 cm2V-1s-1
而P(BT-C1)的OTFT迁移率较低
为1.9×10-3 cm2V-1s-1。 P(BT-C2)的HOMO能级比P(BT-C1)深0.2 eV左右
因此
基于P(BT-C2)的体异质结有机太阳能电池(OSC)器件的开路电压(Voc)明显高于P(BT-C1)
而P(BT-C1)与PC71BM共混薄膜相分离更加明显
导致P(BT-C1)的OSC器件的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)较高
两个聚合物的能量转换效率(PCE)相差不多
均在5%左右。 (2)以C2为给体单元
BT和二氟代BT为受体单元
合成了两个共轭聚合物P(C6BT-C2)和P(C6BT2F-C2)。与P(BT-C2)相比
P(C6BT-C2)具有较高的热稳定性
HOMO能级升高
光谱红移。在BT单元上引入F原子后
聚合物的HOMO能级由P(C6BT-C2)的-5.00 eV降低到P(C6BT2F-C2)的-5.20 eV
同时帯隙变窄。 理论模拟发现两者的分子平面性比P(BT-C2)有很大改善
但分子骨架构象较为弯曲。基于P(C6BT-C2)与P(C6BT2F-C2)的OTFT器件在150 oC退火后载流子迁移率分别为4.8×10-3 和4.9×10-3 cm2V-1s-1 。由于与PC71BM共混薄膜的相分离不明显
基于P(C6BT-C2)与P(C6BT2F-C2)的OSC器件的Jsc和FF较低
PCE均小于2%。
133350谢桓荣
会议论文
OAI收割
中国工程热物理学会-传热传质, 2013
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提交时间:2013/11/28
光伏热泵
实验研究
光电转换效率
COP
利用太阳能
期刊论文
OAI收割
现代物理知识, 2008, 期号: 2, 页码: 10--15
作者:
何景棠
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提交时间:2015/12/21
纳米晶体
转换效率
染料敏化
热电材料
光伏电池
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入射光子
太阳能转换
砷化镉
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激光二极管抽运新型Yb:GSO晶体实现激光运转
期刊论文
OAI收割
中国激光, 2005, 卷号: 32, 期号: 7, 页码: 928, 928
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提交时间:2009/09/24
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高功率激光二极管阵列及其应用
期刊论文
OAI收割
吉林大学学报(信息科学版), 2002, 期号: 02, 页码: 6-10
作者:
王立军
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提交时间:2013/03/11
二极管
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激光制冷中能级间距的选择
期刊论文
OAI收割
发光学报, 2000, 期号: 02, 页码: 99-103
秦伟平
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提交时间:2013/03/11
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