【摘 要】
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近年来随着聚合物太阳能电池(PSCs)的能量转换效率(PCE)的不断攀升,新型高效聚合物材料的设计和合成成为该领域的研究热点.[1]研究表明给体-π共轭桥-受体(D-π-A)型共轭聚合物是获得高效PSCs材料的有效方法之一,[2]但这种结构中各部分对光电性能的影响还缺少详细深入的研究,为此我们设计并合成了一系列以苯并二噻吩(BDT)和二噻吩并硅芴(DTS)为给体D,烷基噻吩(AT)和噻吩[3,2-
【机 构】
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中国科学院化学研究所有机固体重点实验室,北京,100190;湘潭大学环境友好化学与应用教育部重点实验室,湖南 湘潭,411105
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近年来随着聚合物太阳能电池(PSCs)的能量转换效率(PCE)的不断攀升,新型高效聚合物材料的设计和合成成为该领域的研究热点.[1]研究表明给体-π共轭桥-受体(D-π-A)型共轭聚合物是获得高效PSCs材料的有效方法之一,[2]但这种结构中各部分对光电性能的影响还缺少详细深入的研究,为此我们设计并合成了一系列以苯并二噻吩(BDT)和二噻吩并硅芴(DTS)为给体D,烷基噻吩(AT)和噻吩[3,2-b]并噻吩(TT)做π共轭桥,苯并二噻吩-4,8-二酮(BDD)为受体A的D-π-A型共轭聚合物(PBDT-AT,PDTS-AT,PBDT-TT和PDTS-TT),并用作PSCs 的研究.选用不同的给体(BDT 和 DTS)和不同的π共轭桥(AT 和 TT)旨在深入探讨D与π桥对D-π-A共轭聚物的光物理、电化学性质、载流子移动能力及光伏性能等方面的影响.由所合成的聚合物和PC70BM构筑本体异质结太阳能电池经过甲醇处理后,四个聚合物PCE分别达到5.91％,3.06％,1.45％和2.45％.我们的工作表明,给体D和π共轭桥对D-π-A型共聚物的光电性能都有很大的影响,两者合理的选择和优化匹配是获得高效D-π-A共轭聚合物光伏材料的关键.
其他文献
界面修饰层在聚合物太阳能电池中起着至关重要的作用[1].传统聚合物太阳能电池使用LiF作为阴极界面修饰层.然而LiF本质上是绝缘体，其厚度往往小于2 nm.为了增加LiF的厚度，同时不影响阴极界面修饰层的导电性，我们采用交替蒸镀的方法，制备C60/LiF叠层类型的阴极界面修饰层.使用P3HT：PCBM作为活性层、五个叠层C60/LiF((C60/LiF)5)作为阴极界面修饰层的聚合物太阳能电池的效
相比于聚合物，有机小分子半导体作为光伏材料表现出特定的优势，如：确定的分子结构及分子量，高纯度及批次间可重复等.近来小分子太阳能电池发展迅速，单结最高光电转化效率已经超过 9％.虽然已经取得了很大的进步，设计合成新型的高性能小分子光伏材料、研究其结构与性能之间的关系仍然重要.我们基于二噻吩并引达省(IDT)单元设计合成了一系列A-D-A型小分子给体光伏材料，并研究了桥联单元个数和末端拉电子单元对吸
本文制备了基于PTB7/ICBA/PC71BM的三元共混体系聚合物太阳能电池.由于ICBA比PC71BM具有更高的LUMO能级，开路电压随着ICBA的加入而逐渐升高.ICBA在PTB7和PC71BM之间起到了一个“桥效应”，提供了更多的载流子转移的途径.当ICBA的含量远小于PC71BM时，三元体系的形貌和PTB7/PC71BM非常相似，足以保证合适的相分离和有效的载流子传输.三元体系(PTB7：
近年来,两维共轭聚合物由于具有宽吸收、高迁移率的优点成为聚合物光伏材料领域的研究热点.1-3最近我们将线性噻吩烷硫基作为共轭侧链引入到苯并二噻吩类聚合物中,设计和合成了PBDT-TS1.在最优条件下4,基于PBDT-TS1：PC71BM的正向结构聚合物太阳能电池(面积为0.04 cm2)的开路电压为0.80 V,短路电流为17.46 mA/cm2,填充因子为67.86％,从而获得了9.48％的能量
三维分级结构结合了微米-纳米级电极材料的优点，可以增大电极/电解质间接触面积，增加反应活性点，进而提高对电极的催化活性[1].本文以有机分子作为诱导剂，通过简单的水热法合成了三维杜鹃花状硫化钴(CoS)分级结构，花状结构由二维纳米片构成，两种有机分子半-胱氨酸和乙二胺共同诱导了纳米片的生长，而且可以通过调节反应时间来控制纳米片的厚度.电化学研究表明，三维杜鹃花状硫化钴分级结构对I3-离子的还原具有
在聚合物太阳能电池中,界面修饰层能有效优化器件的界面接触从而提高光伏性能.1我们将水溶性聚苯胺作为P-型界面修饰层应用到PBDTTT-EFT和其他代表性的聚合物光伏材料所构筑的聚合物太阳能电池中.在基于PBDTTT-EFT材料中使用超薄的聚苯胺(1.3nm)作为P-型修饰层的正向器件中,获得了9％的效率,这也是正向器件中最高效率之一.更重要的是,超薄聚苯胺修饰层可以应用在不同材料(PBDTTT-C
将窄能隙的异靛蓝引入到小分子染料敏化剂中，设计合成了吲哚啉为给体、2-乙基己基叉链取代的异靛蓝为额外受体、噻吩(呋喃、苯)为π-链、氰基乙酸为受体的新型D-A-π-A结构的染料敏化剂(ID7 ID9).研究发现，强给体的引入使染料的吸收光谱红移，增大了短路电流；2-乙基己基叉链的引入，减少了染料的聚集，有效阻止了电荷的复合，提高了开路电压.在AM 1.5(100 mW cm-2)光强条件下，基于苯
在钙钛矿太阳电池器件性能逐步提升的同时[1]，其器件稳定性成为实用化过程中的一个关键。理解钙钛矿类电池器件的衰减物理过程，对提高器件的使用寿命具有十分重要的意义[2]。本文初步研究了平面异质结型钙钛矿太阳电池器件在色温为6000 K的LED光源持续照射下的衰减过程，发现器件的衰减过程与器件外加负载具有依赖性，测试结果表明：当器件为开路时，器件随光照测试时间的延长，器件开路光电压(Voc)逐渐升高，
含有烷基噻吩结构的苯并二噻吩(TBDT)具有更强的π-π堆积,更高的迁移率,及更高的光电转换性能1,2.在本论文中,我们合成了四种对称结构的基于4,8-双噻吩取代苯并二噻吩内核的线性分子DCV-nT-TBDT(Fig.1). 该系列分子利用TBDT作为核心,3-己基噻吩作为π-共轭桥联单元,并在分子的两端引入受体单元,改变3-己基噻吩单元的数目和调节不同的端基,从而改变分子的结构以及共轭链的长度,
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