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随着地球能源的紧缺和人们环保意识的加强,人们纷纷将目光投向了太阳能这一清洁能源上。而聚合物太阳电池因其低廉的成本、易大面积加工和制作、清洁安全,而成为当今国际社会研究关注的热点。本文综述了聚合物太阳电池的原理、结构和发展现状。多数聚合物由于其宽的能隙使其吸收与太阳光谱不匹配,加上低的载流子迁移率限制了其在太阳电池上的应用。本文设计并合成了一系列主链含烷基芴-芴酮衍生物、烷基芴-苯并噻唑方酸菁、二伯啶苯衍生物-方酸、芴乙烯撑吡咯衍生物-方酸等四大类九种新型的聚合物,并对其热稳定性、光吸收性质以及光伏性质进行了系统的研究。在聚烷基芴的主链上引入芴酮基和芴亚甲基二腈基作为电子受体,而利用烷基芴与噻吩基作为电子给体缩形成的主链电子给体-受体体系交替单元,合成了一系列低能隙的聚合物PBTOF和PBTCNF。噻吩的引入增强了电子给电能力,并有助于增加聚合物共轭度,并使吸收红移。在结构中加入长链-十二烷基能充分改善聚合物的溶解性能。目标聚合物都有良好的热稳定性。通过紫外-可见分析和电化学分析表明,聚合物PBTOF和PBTCNF相对于聚芴而言,吸收明显地红移到了可见光区,在300-700nm范围内。聚合物PBTOF和PBTCNF也表现出较低的能隙,分别为1.94eV和1.86eV。将聚合物PBTCNF应用到聚合物太阳电池中,跟PCBM掺混形成光活化层,得到的光伏器件表现出开路电压为0.75V,短路电流为0.079mA/cm2,填充因子为0.258,最大能量转换效率为0.016%。将含苯并噻唑与方酸形成的方酸菁给体-受体体系,通过Suzuki偶联将其键合到聚烷基芴主链中,合成了一系列低能隙的聚合物PFSQM和PFSQD。在单体合成中还首次采用了微波方法制备长链苯并噻唑,使其改善了方酸菁染料的溶解性能。目标聚合物都有良好的热稳定性。通过紫外-可见分析和电化学分析表明,聚合物PFSQM和PFSQD吸收范围在300-850nm,分别表现出较低的能隙1.46eV和1.52eV。用一种新型的缩聚的方法合成了一系列对萘二胺基苯衍生物与方酸的缩聚物PDNPS1和PDNPS2,得到了共轭度更好的导电高分子材料。目标聚合物都有良好的热稳定性。其吸收延伸到近红外区,在400-900nm范围内。表现出更低的能隙1.28eV和1.32eV。将芴乙烯撑吡咯衍生物以及苯乙烯撑吡咯衍生物与方酸缩聚,制备了一系列高共轭度的导电高分子材料PFVPyS1, PFVPyS2和PFVPyS3。目标聚合物都有良好的热稳定性。其吸收以及红移到了1100nm区域,能较好地覆盖整个太阳光谱。聚合物PFVPyS1, PFVPyS2和PFVPyS3能隙宽度分别为1.14eV, 1.23eV和1.19eV。将聚合物PFVPyS1, PFVPyS2和PFVPyS3分别与PCBM掺混用于聚合物太阳电池器件制作中,电池获得最大能量转换效率为0.24%,开路电压为0.60V,短路电流为1.08mA/cm2,填充因子为0.38。