一种高迁移率聚合物太阳能电池材料的合成及其器件表征

设计合成了一种中等带隙共轭聚合物,聚[N-(2-己基癸基)-2,2'-二噻吩-3,3'-二甲酰亚胺-交替共聚-5,5-(2,5-双(3-癸氧基噻吩)-2-噻吩基)-噻吩)](PBTI3T-O),其光谱吸收覆盖波长从400 nm到720 nm,具有较宽的吸收范围,同时易溶于氯苯溶剂,利于溶液加工。 PBTI3T-O与[6,6]-苯基-C71-丁酸异甲酯(PC₇₁BM)复合薄膜的空穴迁移率为5.90×10^-3 cm²/(V·s),该迁移率高于其它大部分聚合物电池给体材料。 由于PBTI3T-O较高的空穴迁移率,基于PBTI3T-O/PC₇₁BM的器件在活性层厚度为237 nm时,效率可以达到5.56%。 即使活性层膜厚进一步增加到约300 nm时,器件的效率仍能够保持其最高器件效率的97%,可见其具有在大面积加工工艺中的应用潜力。     

基于苯并三噻吩共聚物/富勒烯衍生物的聚合物太阳能电池

以苯并三噻吩共聚物(BTT-BTz)为给体材料,具有不同能级结构的富勒烯衍生物为受体材料,通过共混方式制备光敏薄膜,并研究受体材料的能级结构对光伏器件开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)、填充因子(FF)和电池效率(PCE)的影响.结果表明:当IC60BA为电子受体材料时,器件的Voc=1.06V,但Jsc较低,使得PCE仅为1.49%;当PC60BM和PC70BM为受体材料时,Voc分别为0.86V和0.81V,但Jsc较高,使得PCE分别为3.22%和5.06%.     

基于氟代喹喔啉D-A型共轭聚合物的合成及其光电性能

分别以噻吩、联二噻吩和三联噻吩为给体单元,氟代噻吩基喹喔啉为受体单元,通过Stille反应合成了三种新型的聚合物太阳电池材料（PT-TFQ, PTT-TFQ和PTTT-TFQ）,其结构经¹H NMR表征。研究了不同给电子能力的结构单元对其UV-Vis谱光谱、电化学性质以及光伏性能的影响。结果表明,PT-TFQ, PTT-TFQ和PTTT-TFQ氯仿溶液的最大吸收峰分别位于545 nm, 578 nm和649 nm,而薄膜的最大吸收峰相对于溶液的吸收峰分别红移了81 nm, 97 nm和44 nm; PT-TFQ, PTT-TFQ和PTTT-TFQ的开路电压依次降低,分别为0.86 V, 0.60 V和0.50 V;基于三者的器件效率分别为3.19%, 3.10%和2.63%。