非富勒烯小分子受体的设计、合成及其光伏应用

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:finallove
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机体相异质结太阳能电池作为有应用前景的新一代光伏技术,被科研工作者广泛研究。在有机体相异质结太阳能电池中,活性层是重要组成部分,活性层由电子给体材料和电子受体材料组成。相比于丰富的给体材料,优秀的受体材料稀缺。本研究设计、合成了一系列电子受体材料,并探究了它们的基本性质和光伏应用。(1)利用分子内的O---S、S---F、F---H及O---H非共价键相互作用和氢键作用原理,通过Stille偶联反应、脑文格缩合反应、烷基亲核取代反应及维尔斯迈尔-哈克等反应,得到2FTT-4F、2FTT-4Cl以及2FBT-4F三个非稠环小分子受体材料,每个分子需要五步合成反应,总产率分别为18%、17%、14%,并研究了其相应的光学、电化学、分子构型及光伏性质。结果表明,这三个分子在500-800 nm之间有着强吸收,基于PM6和这三个分子的光伏器件,PCE最高为3%,VOC达到了1.048 V。(2)二聚体受体材料的设计、合成及电子传输性能研究。通过Stille偶联反应、卡多根还原环化反应、脑文格缩合反应、烷基亲核取代反应以及维尔斯迈尔-哈克等反应,将简单的五稠环DAD结构的DTPBT单元,用单键或双键连接起来,构筑了一系列大共轭结构二聚体小分子受体材料,分别为D-DTPBT-4F、D-DTPBT-4Cl、D-DTPBT-2OH、S-DTPBT-4F和S-DTPBT-2OH,合成每个材料需要八步反应,总产率分别为15%、19%、14%、14%、18%。结果表明二聚体分子有着宽而强的近红外(吸收边带接近1000 nm)吸收和强的分子间π-π堆积。通过SCLC方法测试五个二聚体分子的纯膜电子迁移率,最高达到4.15×10-4cm~2 V-1 S-1,表明了这类材料有着较好的电子传输能力。
其他文献
随着经济一体化的到来,电子产业以其低消耗、无污染、高附加值的特点成为世界主要国家的战略性发展产业。众所周知,电子工业的发展会产生大量的电子垃圾,其中大量的贵金属可能会造成浪费。虽然电子垃圾中的金含量远高于天然矿石,但由于缺乏可靠的金提取技术,造成了严重的资源浪费。因此,开发创新和经济实用的吸附剂,从这种电子垃圾中回收黄金,对未来的可持续发展至关重要。另外,硫芥(HD)作为化学战剂中的“毒剂之王”,
学位
水是生命的源泉,水体污染严重威胁着生命体的生存和安危,阻碍和制约着经济和社会的可持续发展。金离子、放射性碘和有机挥发性污染物苯胺是水体中常见的污染物,它们的高灵敏检测和有效去除对保障人类健康、维护社会可持续发展具有重要意义。金属有机框架(Metal-organic framework,MOF)具有规则的孔隙结构、出色的稳定性、高结晶度以及可设计性,在金离子、苯胺和放射性碘等污染物的检测与去除方面具
学位
化石燃料枯竭、能源安全和环境污染问题促使各国研究人员将研究重心转向新型能量存储和转换系统的开发和使用。燃料电池包括氢氧燃料电池和锌空气电池,因其高能量密度、高能量转化率及零碳排放等特点得到广泛关注。然而燃料电池和锌空气电池阴极氧还原反应(ORR)缓慢的动力学和高过电势严重地限制了其大规模应用。目前,贵金属催化剂,如Pt/C、Pt基合金等被认为是最有效的ORR催化剂,然而过高的价格、稀缺的储量和易中
学位
卟啉是一种高度共轭的π电子大环化合物,具有优异的光物理和氧化还原特性,在一定光源的照射下可以有效激活活性氧(ROS)的产生。与此同时,卟啉已被广泛用作金属有机框架(MOF)、氢键有机框架(HOF)、共价有机聚合物(COP)、共价有机框架(COF)等光敏多孔材料的基本单元。然而,利用配位键连接的MOF及氢键连接的HOF因其弱的相互作用使得其在强酸、强碱、强放射性等极端条件下极其不稳定。无定型COP也
学位
共价有机骨架(COFs)是一类通过共价键连接的新型多孔结晶材料,具有结构可预测性和永久孔隙率。随着单体功能的丰富,COFs材料在吸附领域展现出广阔的应用前景。与此同时,COFs中扩展的π共轭赋予它们优异的荧光特性,使其成为传感应用的理想候选者。通过在COFs中引入对Au(III)具有强亲和力的特异性官能团,实现了水溶液中金的选择性检测和回收。此外,设计合成二维COF纳米片实现了对硝基酚类化合物的灵
学位
手性药物和农药具有高活性,在医疗和农业生产中发挥着重要作用。通常仅一种对映体具有较高的药理活性,其余的对映体不仅活性低,甚至对人体有害。所以需要制备高纯度的对映体,并严格监测和控制有害对映体的含量。目前,高液相色谱(HPLC)结合多种手性固定相(CSPs)已发展成为对映异构体分离和分析的首选方法之一,其中手性分离材料的性能是决定对映体拆分成败的关键。为此,本学位论文的研究内容主要是制备、表征、评价
学位
联烯类化合物是有机合成中用途独特的中间体,因为它们的结构和反应性质在许多情况下补充了烯烃和炔烃的化学性质,在许多天然产物以及医药相关化合物中也发现了联烯结构。氟的强吸电子的特性和相对较小的原子半径使其具有特殊的物理化学性质性。当将各种类型的氟化部分引入不同的有机化合物时,通常表现出截然不同的反应性,这增加了对含氟基团的实用合成方法的需求。鉴于联烯化合物的广泛应用,手性含氟联烯化合物未来将在药物发现
学位
含氧杂环化合物是天然化合物中普遍存在的结构单元。一直以来,含氧杂环化合物的合成因其多样的生理和生物活性而受到广泛关注。尽管已经报道了许多含氧杂环合成方法,但开发出更高效、简便的合成方法仍然是广大研究工作者孜孜以求的奋斗目标。联烯作为一类活性很高的分子,有着多样的反应位点和可调控性能,因此基于联烯的反应类型十分丰富,如亲电加成、亲核加成、环加成反应等。联烯参与的环加成反应,根据参加反应的位点的不同,
学位
近几十年来,有机太阳能电池受体材料的研究受到人们广泛关注。酞菁及萘酞菁类分子具有易于配位的空穴,其四周具有多个活性位点,易于修饰,光热稳定性也很好。目前,以轴向取代的酞菁及萘酞菁衍生物作为有机太阳能电池受体材料的报道大都为平面结构,本论文以具有立体结构的三维酞菁作为研究对象,合成了一系列酰亚胺取代的三明治型双层酞菁及萘酞菁稀土金属配合物,酰亚胺取代基的强吸电子性使得分子的谱学性质和能级都有了较大的
学位
芳胺是一类重要的有机化合物,其骨架广泛存在于各类药物、农药、染料和有机材料分子中。近年来,芳胺的碳氮键活化转化反应成为有机合成化学的热点研究课题。伯芳胺的碳氮键活化转化主要是通过预先活化策略将伯芳胺转化为活性的重氮盐、季铵盐、吡啶盐和(磺)酰胺化合物参与反应。由于具有高化学键解离能,叔(仲)芳胺的碳氮键活化转化报道很少,主要集中于过渡金属催化含邻位导向基芳胺与镍催化联苯胺或萘胺的碳氮键活化转化反应
学位