D-π-A結(jié)構(gòu)的超支化聚合物和線(xiàn)型雙給體有機(jī)染料的合成及光伏性能研究.pdf

1、本論文介紹了染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)的基本知識(shí),重點(diǎn)綜述了染料敏化劑的研究進(jìn)展。染料敏化劑是影響DSSCs能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵因素,因此本論文以構(gòu)筑新型結(jié)構(gòu)的染料敏化劑為出發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)并合成了一系列具有給體-共軛橋-受體(D-π-A)結(jié)構(gòu)的超支化聚合物和D-D-π-A結(jié)構(gòu)的線(xiàn)型雙給體有機(jī)染料敏化劑。通過(guò)核磁共振、紅外光譜、飛行質(zhì)譜等分析測(cè)試手段對(duì)所合成的化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并利用紫外光譜、熒光光譜、循環(huán)伏安等系統(tǒng)地研究了所合成的

2、超支化聚合物和有機(jī)小分子染料的光物理性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)。同時(shí),研究了基于所合成的超支化聚合物和雙給體有機(jī)染料所組裝的染料敏化太陽(yáng)能電池的光伏性能。本論文獲得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.設(shè)計(jì)并通過(guò)A3+B2型Wittig-Horner聚合反應(yīng)合成了三種新型的具有相同的共軛核結(jié)構(gòu)和不同端基的超支化聚合物(H-tpa,H-cya和H-pca),并系統(tǒng)地研究了不同的端基對(duì)超支化聚合物的光物理、電化學(xué)和光伏性能的影響。研究結(jié)果表明在超支化聚

3、合物中引入D-π-A結(jié)構(gòu)有利于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移和光電流的產(chǎn)生;并且超支化聚合物的三維空間結(jié)構(gòu)可有效抑制其自身在TiO2表面的聚集,降低了激子復(fù)合幾率。在模擬太陽(yáng)光AM1.5 G(100 mW/cm2)照射下,基于染料H-pca敏化的太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出最好的光伏性能,其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了3.93％(Jsc=8.78 mA/cm2,Voc=0.65 V,FF=0.688)。
　　2.設(shè)計(jì)并合成了三個(gè)具有D-D-π-A結(jié)構(gòu)的線(xiàn)型雙給體有機(jī)小