林志靖：基于茚并[1,2-b]芴的非富勒烯小分子受体材料的设计、合成与性能研究论文

本文主要研究内容

作者林志靖（2019）在《基于茚并[1,2-b]芴的非富勒烯小分子受体材料的设计、合成与性能研究》一文中研究指出：近几年来,非富勒烯小分子受体（NFAs）由于其在可见-近红外区域的吸收较好、合成容易、成本较低以及能级易于调控等优点,逐渐取代了传统的富勒烯及其衍生物成为了有机太阳能电池受体材料中的主流。目前非富勒烯受体材料发展十分迅速,已获得了许多的进展。深入地研究其结构与性能的关系是进一步提高器件能量转换效率的关键,该论文的主要章节如下:一、设计并合成了基于茚并[1,2-b]芴为中心单元,以噻吩或3-辛基噻吩为π桥,氟化或未氟化的3-（二氰基亚甲基）靛酮为封端基团的一系列非富勒烯受体材料（即ICBF-O,ICBF,FICBF-O和FICBF）。并系统地研究了π桥的烷基化和封端基团的氟化对吸收光谱、能级、活性层形貌和光伏性能的影响。烷基化能使分子的最低空轨道（LUMO）能级升高,从而获得高达1.06 V的开路电压(Voc)。然而,烷基化会增大带隙导致短路电流密度(Jsc)较低。与未氟化的受体相比,氟化的受体的Voc更低,Jsc和填充因子（FF）更高,与其较低的LUMO水平,较窄的带隙和良好的活性层形貌相一致。最终,基于FICBF的非富勒烯太阳能电池（NFSCs）在这四种受体中显示出最高的能量转换效率（PCE）,达到了7.41%。基于ICBF的器件提供了相对较高的Voc=0.99 V和PCE=6.07%。结果表明,通过烷基化修饰和氟化可以有效的调节分子的性能。二、设计并合成了基于茚并[1,2-b]芴为中心单元,以硒吩或乙烯基硒吩为π桥,以5,6-二氟-3-（二氰基亚甲基）靛酮作为封端基团的两种非富勒烯受体,即FICBF-Se和FICBF-SeVi。并系统地研究了π桥对吸收光谱、能级、活性层形貌和光伏性能的影响。乙烯基的引入导致了吸收光谱发生了明显的红移和变宽,获得更小的带隙。FICBF-Se和FICBF-SeVi的光学带隙分别为1.68 eV和1.54 eV。使用聚合物PBDB-T作为给体和FICBF-Se作为受体的太阳能电池得到的PCE达到了6.25%,Jsc为11.61 mA cm-2。基于PBDB-T:FICBF-SeVi的器件仅获得了3.63%的PCE,Jsc为9.08 mA cm-2,这是因为乙烯基的引入降低了分子的结晶度,导致其活性层没有适宜的相分离尺寸。结果表明,π桥对分子的性能有很大的影响。

Abstract

jin ji nian lai ,fei fu le xi xiao fen zi shou ti （NFAs）you yu ji zai ke jian -jin gong wai ou yu de xi shou jiao hao 、ge cheng rong yi 、cheng ben jiao di yi ji neng ji yi yu diao kong deng you dian ,zhu jian qu dai le chuan tong de fu le xi ji ji yan sheng wu cheng wei le you ji tai yang neng dian chi shou ti cai liao zhong de zhu liu 。mu qian fei fu le xi shou ti cai liao fa zhan shi fen xun su ,yi huo de le hu duo de jin zhan 。shen ru de yan jiu ji jie gou yu xing neng de guan ji shi jin yi bu di gao qi jian neng liang zhuai huan xiao lv de guan jian ,gai lun wen de zhu yao zhang jie ru xia :yi 、she ji bing ge cheng le ji yu yin bing [1,2-b]wu wei zhong xin chan yuan ,yi sai fen huo 3-xin ji sai fen wei πqiao ,fu hua huo wei fu hua de 3-（er qing ji ya jia ji ）dian tong wei feng duan ji tuan de yi ji lie fei fu le xi shou ti cai liao （ji ICBF-O,ICBF,FICBF-Ohe FICBF）。bing ji tong de yan jiu le πqiao de wan ji hua he feng duan ji tuan de fu hua dui xi shou guang pu 、neng ji 、huo xing ceng xing mao he guang fu xing neng de ying xiang 。wan ji hua neng shi fen zi de zui di kong gui dao （LUMO）neng ji sheng gao ,cong er huo de gao da 1.06 Vde kai lu dian ya (Voc)。ran er ,wan ji hua hui zeng da dai xi dao zhi duan lu dian liu mi du (Jsc)jiao di 。yu wei fu hua de shou ti xiang bi ,fu hua de shou ti de Vocgeng di ,Jsche tian chong yin zi （FF）geng gao ,yu ji jiao di de LUMOshui ping ,jiao zhai de dai xi he liang hao de huo xing ceng xing mao xiang yi zhi 。zui zhong ,ji yu FICBFde fei fu le xi tai yang neng dian chi （NFSCs）zai zhe si chong shou ti zhong xian shi chu zui gao de neng liang zhuai huan xiao lv （PCE）,da dao le 7.41%。ji yu ICBFde qi jian di gong le xiang dui jiao gao de Voc=0.99 Vhe PCE=6.07%。jie guo biao ming ,tong guo wan ji hua xiu shi he fu hua ke yi you xiao de diao jie fen zi de xing neng 。er 、she ji bing ge cheng le ji yu yin bing [1,2-b]wu wei zhong xin chan yuan ,yi xi fen huo yi xi ji xi fen wei πqiao ,yi 5,6-er fu -3-（er qing ji ya jia ji ）dian tong zuo wei feng duan ji tuan de liang chong fei fu le xi shou ti ,ji FICBF-Sehe FICBF-SeVi。bing ji tong de yan jiu le πqiao dui xi shou guang pu 、neng ji 、huo xing ceng xing mao he guang fu xing neng de ying xiang 。yi xi ji de yin ru dao zhi le xi shou guang pu fa sheng le ming xian de gong yi he bian kuan ,huo de geng xiao de dai xi 。FICBF-Sehe FICBF-SeVide guang xue dai xi fen bie wei 1.68 eVhe 1.54 eV。shi yong ju ge wu PBDB-Tzuo wei gei ti he FICBF-Sezuo wei shou ti de tai yang neng dian chi de dao de PCEda dao le 6.25%,Jscwei 11.61 mA cm-2。ji yu PBDB-T:FICBF-SeVide qi jian jin huo de le 3.63%de PCE,Jscwei 9.08 mA cm-2,zhe shi yin wei yi xi ji de yin ru jiang di le fen zi de jie jing du ,dao zhi ji huo xing ceng mei you kuo yi de xiang fen li che cun 。jie guo biao ming ,πqiao dui fen zi de xing neng you hen da de ying xiang 。

论文参考文献

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论文作者分别是来自杭州师范大学的林志靖，发表于刊物杭州师范大学2019-10-16论文，是一篇关于非富勒烯小分子受体论文,茚并论文,端基修饰论文,杭州师范大学2019-10-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自杭州师范大学2019-10-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。

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