有机共轭聚合物的合成及表征开题报告
2020-04-17 19:44:57
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1、有机太阳能电池及器件结构 有机太阳能电池是以有机半导体材料为基础的光电转化器件,主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料,以光伏效应而产生电压形成电流, 实现太阳能发电的效果。
有机太阳能电池的结构根据其发展,主要经历了单层,双层,体异质结结构的变化。
单层的电池即肖特基型太阳能电池,活性材料为同质单一的半导体,夹于不同功函的金属电极之间,通过金属电极对电子的捕获以及对空穴的填充电子从而产生电流,这类太阳能电池中激子分离率很低,往往在激子未分解成自由电子和空穴时己经复合猝灭了,所以肖特基太阳能电池的效率很低;双层电池结构中,在活性层中引入给体和受体的概念,给体在吸收光之后产生激子,激子无需扩散到金属电极,在激子猝灭之前遇到受体材料,通过给受体材料的能极差所产生的驱动力提升激子解离率,达到分离正负电荷的作用,大大的减少了电子空穴的复合,使得电池的光电转化效率提升,但是它的缺陷在于,激子的扩散长度一般为4-20纳米,所以只有给受体接触面的几个纳米厚度的激子解离率较为良好,而远离接触面的激子与肖特基型电池类似,所以活性层的厚度受到了限制。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1、 研究目的: 主要设计并合成了新型的电子给体(d)单元和受体(a)单元,并用来构建了新型的给体-受体(d-a)型共轭聚合物材料,主要内容如下: 设计合成具有强拉电子能力的噻二唑功能化的苯并酰亚胺(btzi)及萘二酰亚胺(ndi),与一系列含氟功能基团的强给电子的头碰头烷氧基联噻吩及苯聚合得到一系列的聚合物。
通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱,测试光物理性能,了解溶剂效应、分子内电荷转移、分子聚集等机制。
2、课题研究手段 1.参考stille-coupling的合成路线制备出其中一系列化合物,解析核磁谱图; 2.用抽提的方法对聚合物进行提纯; 3.测试其光物理性能,并进行简单的讨论; 4.测试热性能并讨论。
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