【摘 要】
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为了加速聚合物太阳能电池的商业化应用,开发高性能、低成本的聚合物给体是非常关键的。在这里,我们设计并合成了数个基于简单结构、易合成受体单元的聚合物给体,并研究了它们的光伏性能。本论文包含以下内容:在第一章中,我们简单介绍了关于聚合物太阳能电池的知识,包括工作原理、器件结构以及性能参数。然后,我们总结了几种典型的宽带隙聚合物给体。最后,我们提出了本论文的设计思路:开发高性能、低成本的宽带隙聚合物给体
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为了加速聚合物太阳能电池的商业化应用,开发高性能、低成本的聚合物给体是非常关键的。在这里,我们设计并合成了数个基于简单结构、易合成受体单元的聚合物给体,并研究了它们的光伏性能。本论文包含以下内容:在第一章中,我们简单介绍了关于聚合物太阳能电池的知识,包括工作原理、器件结构以及性能参数。然后,我们总结了几种典型的宽带隙聚合物给体。最后,我们提出了本论文的设计思路:开发高性能、低成本的宽带隙聚合物给体。在第二章中,我们开发了两个以苯并二噻唑（BBA）为受体单元的宽带隙聚合物（PBBA和PBBA-Cl）。与常见的苯并[1,2-c:4,5-c’]二噻吩-4,8-二酮（BDD）、吡咯并[3,4-f]苯并三唑-5,7（6H）-二酮（Tz BI）、氟代苯并三氮唑（FBTA）等高性能受体单元相比,基于苯并二噻唑的受体单元合成路线更短,只需要三步反应就能得到。与Y6受体共混后,基于PBBA的器件达到了9.83%的能量转换效率,高于PBBA-Cl:Y6器件的效率6.84%。在第三章中,我们开发了两个以羰基噻吩（TOC）为受体单元,以苯并二噻吩为给体单元的宽带隙给体（PTCO8和PTCO1）。羰基噻吩的结构简单,容易合成,只需要1-2步反应即可制得,能有效降低材料成本。与PTC8相比,PTCO8和PTCO1表现出更宽的吸收光谱,更低的HOMO能级。基于PTCO1的器件性能最好,达到了9.33%的光电转换效率,高于基于PTCO8和PTC8的器件。在第四章中,我们开发了一系列以吲哚衍生物（TEI）为受体单元的聚合物（PTEI-H,PTEI-F和PTEI-Cl）。TEI单元结构简单,仅需两步反应就能合成,具有构建低成本聚合物的潜力。基于PTEI-H:Y6的器件性能最好,达到了8.27%的能量转换效率。
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