【摘 要】
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一直以来,聚合物太阳能电池以成本低、易加工成膜、原料来源广泛等优点吸引了科学界和工业界的广泛关注,近几年由于环境污染问题日益严重,聚合物太阳能电池的环境友好性使得
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一直以来,聚合物太阳能电池以成本低、易加工成膜、原料来源广泛等优点吸引了科学界和工业界的广泛关注,近几年由于环境污染问题日益严重,聚合物太阳能电池的环境友好性使得对有机聚合物光伏材料的研究具有更重要的意义。但是与无机太阳能电池相比,聚合物太阳能电池的光电转换效率普遍很低,寻找具有优良性能的有机光伏材料依然是目前太阳能电池领域主要的研究方向。本文介绍了聚合物太阳能电池的工作原理和发展概况,设计并优化系列单体的合成方法,合成了D-A型共轭高分子聚合物。主要包括以下内容:(1)以噻吩为原料合成了四溴噻吩、3,4-二溴噻吩、3,4-二氰基噻吩、3,4-噻吩二甲酸、N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺,2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺。(2)以2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺和3-己基噻吩为原料合成了2,5-二[4-己基噻吩-2-基]-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺,并通过化学氧化法进行自聚。(3)以无水三氯化铁为氧化剂,将3-己基噻吩与2,5-二[4-己基噻吩-2-基]-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺通过化学氧化聚合法进行共聚。上述所有化合物均经IR、1H-NMR、13C-NMR及熔点检测进行了表征,聚合物均通过测定紫外-可见吸收光谱(UV)、荧光光谱(FL)对其光学性能进行了研究;利用差热曲线(DSC)与热重曲线(TG)对其热性能进行了研究;使用液相凝胶色谱仪测定了聚合物的分子量;检测循环伏安曲线对其电化学性能进行了研究;最后得到了聚合物的光学带隙、聚合度、分解温度、电化学带隙及HOMO/LUMO轨道能量。
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