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本论文围绕共轭聚合物和有机小分子光伏材料的设计、合成及其在有机太阳能电池中的应用,开展了以下几个方面的工作：(1)通过Stille偶联反应合成了两种新的以苯并二噻吩为给体单元,分别以联二噻唑、并二噻唑为受体单元的D-A共轭聚合物,P1和P2。并对其热稳定性,光学和电化学性能进行了研究。同时,分别以P1和P2为电子给体、PC71BM为电子受体(质量比为1：2)共混制备了本体异质结聚合物太阳能电池器件,基于P1和P2的光伏器件外量子效率(EQE)最高值达到了45%。在AM1.5(100mW/cm2)模拟太阳光照下,以P2和PC71BM(质量比为1：2)共混制备的光伏器件初步结果为：能量转换效率达到了2.6%,开路电压为0.77V,短路电流为6.68mA/cm2,填充因子为0.51。(2)合成了三种分别以苯并二噻吩,二噻吩并吡咯和咔唑为给体单元,以苯并三氮唑为受体单元的D-A共聚物(PBDT-DTBTz, PDTP-DTBTz和PC-DTBTz),并应用于聚合物太阳能电池中的给体材料。改变不同的给体单元,可以调节其带隙和HOMO能级。PC-DTBTz具有最低的HOMO能级,从而基于PC-DTBTz的光伏器件获得了最高的开路电压(0.73V)。在AM1.5(100mW/cm2)模拟太阳光照下,基于PBDT-DTBTz, PDTP-DTBTz和PC-DTBTz的光伏器件的能量转换效率分别为1.55%,0.34%和1.33%。(3)通过Stille偶联反应合成了一种新的以三苯胺为给体单元,以异靛为受体单元的D-A-D结构有机小分子M1。其具有宽的吸收(300-700nm),较低的HOMO能级(-5.30eV)和带隙(1.69eV),较高的空穴迁移率(2.49x104cm2/Vs)。基于M1:PC61BM(1:3,w/w)的可溶液加工小分子本体异质结太阳能电池器件的能量转换效率达到了0.84%,相应的开路电压为0.78V。