基于苯并二噻吩的新型共軛聚合物的合成及其光伏性能研究.pdf

1、D-A型共軛聚合物給體材料的設計、合成及其光電性能的調控是目前聚合物太陽能電池（PSCs）領域的研究重點和焦點。本論文以獲得新型高效的聚合物給體材料為出發(fā)點，設計并合成系列基于苯并二噻吩（BDT）的新型D-A結構的共軛聚合物光伏材料。詳細研究了各體系D-A共軛聚合物的光物理、電化學和光伏性能。主要開展了以下兩個方面的研究工作：
　　1．設計并合成了兩個基于BDT和噻吩取代的聯(lián)二噻唑單元的D-A共軛聚合物PEHBDT-BTz和POD

2、BDT-BTz。重點研究了BDT上的不同烷基和聯(lián)二噻唑上的共軛噻吩側鏈對共聚物吸收光譜、前線分子軌道能級和光伏性能的影響。結果表明聯(lián)二噻唑上的共軛噻吩側鏈的引入可拓寬共聚物的吸收光譜、降低帶隙和HOMO能級?；趦蓚€共聚物的PSCs的能量轉換效率分別達到3.71％和2.92%。
　　2．設計并合成了系列基于苯并二噻吩-4,8-二酮的新型D-π-A共軛聚合物PBDT-AT,PDTS-AT,PBDT-TT和PDTS-TT。詳細研究了該

3、系列共聚物中不同給電子單元（D）和π共軛橋對其光物理、電化學、空穴遷移率和光伏性能的影響規(guī)律。光物理和電化學性質研究表明，該系列共聚物均表現(xiàn)出寬的吸收光譜和合適的前線分子軌道能級。以BDT作為給體單元的共聚物比DTS的表現(xiàn)出更寬廣且紅移的吸收光譜。另外，在該系列D-π-A聚合物中π橋對HOMO能級的影響比給體單元影響效果更明顯。制備了基于所合成的共聚物的PSCs，其中共聚物PBDT-AT表現(xiàn)出最好的光伏性能，最高的能量轉換效率達到5.9