论文部分内容阅读
齐聚噻吩及衍生物是具有确定分子结构和分子量的低聚物。它们具有良好的化学稳定性能和优异光电性能，并可以通过调整分子结构和长度来控制载流子，因此齐聚噻吩及衍生物被广泛应用在电致发光、场效应管、有机太阳能电池等光、电领域。本论文从有目的设计、合成齐聚噻吩及衍生物的角度出发，在研究它们光、电性能的基础上，继而探索齐聚噻吩及衍生物作为有机光伏材料的应用。
本论文中，所设计、合成的齐聚噻吩及衍生物是：．2，2′：5′，2″：5″ ,2-″′-四噻吩(4T)、5-醛基-2，2′：5′，2″：5″，2″′-四噻吩(4T-CHO)、5-乙烯基-2，2′：5′，2″：5″，2″′-四噻吩(V4T)、5-羧基-2．2′：5′，2″:5″，2″′-四噻吩(4T-COOH)。并用质谱、核磁共振谱、红外光谱和高效液相色谱对目标化合物进行了确认表征。各齐聚噻吩衍生物的结构式如下：
测定了4T、4T-CHO、V4T和4T-COOH的紫外．可见光谱、电化学性能和荧光光谱。测试和计算结果发现，随着齐聚噻吩及衍生物共轭程度的增加，其紫外-可见吸收光谱逐渐红移；4T-CHO具有较高的吸收峰值波长(λ<,max>=419nm)、较宽吸收范围(300nm-496nm)和较低的能隙(Eg-2.50eV)；V4T具有较高的荧光量子效率(15.20％)；
在了解齐聚噻吩及衍生物的分子结构与其光、电性能关系的基础上，依据有机光伏电池材料选择和能级匹配的原则，本文以齐聚噻吩及衍生物作电子给体材料、茈四甲酸二酐(PTCDA))作电子受体材料，制备了p-n异质结有机光伏器件。在AM1.5，78.2mW/cm<2>的模拟光照下，器件ITO/4T-CHO/PTCDA/Al的效果最好，其开路电压(V<,oc>)为2.45V，短路电流密度(I<,sc>)为1.90mA/cm<2>，填充因子(FF)为0.46，能量转换效率(PCE)为2.76％。