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D-π-A型共轭聚合物的合成及其光伏性能

关注热度:84   来源:新能源学术论文  作者:潘月琴 王潇漾 潘喆 李永玺 李超 陈彧
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【摘要】:设计合成了3种主链相同、侧基不同的Donor(D)-π-Acceptor(A)型共轭聚合物:聚[(4,8-二辛氧基苯[1,2-b;3,4-b]二噻吩)-(9-(4-氰基苯基)-9H-咔唑)](PBDTCz-CN)、聚[(4,8-二辛氧基苯[1,2-b;3,4-b′]二噻吩)-(9-(4-醛基苯基)-9H-咔唑)](PBDTCz-CHO)和聚[(4,8-二辛氧基苯[1,2-b;3,4-b]二噻吩)-(9-(4-硝基苯基)-9H-咔唑)](PBDTCz-NO_2)。通过调变侧基上的受体基团,比较了氰基、醛基、硝基对聚合物光学和电学性能的影响,讨论了影响聚合物光电转换效率的主要因素。3种聚合物的光学带隙和线性吸收系数依次分别为2.32 eV,152.0 L/(g·cm);2.43 eV,58.5 L/(g·cm)和2.25 eV,85.5 L/(g·cm)。在这些聚合物中,彼此间的最高占据分子轨道(HOMO)能级差距很小,PBDTCz-NO_2的最低未占据分子轨道(LUMO)能级最低(-3.38eV)。在100 W/m~2模拟太阳光的照射下,基于这些聚合物的光伏器件(器件结构:ITO/PEDOT:PSS/Polymer:[70]PCBM(1:2)/Ca/A1)的光电转换效率分别为0.44%(PBDTCz-CN)、0.001 8%(PBDTCz-CHO)和0.23%(PBDTCz-NO_2)。低的光电转换效率主要归因于低的短路电流,而影响短路电流的主要原因有自身吸光性能的限制和弱的π-π堆砌作用。
【作者单位】: 华东理工大学化学与分子工程学院 教育部结构可控先进功能材料及其制备重点实验室;上海虹口区业余大学;
【关键词】D-π-A型聚合物 材料合成 聚合物太阳能电池 共轭聚合物
【基金】:上海市领军人才计划资助项目
【分类号】:TM914.4
【正文快照】:
随着经济的高速发展,人类面临“能源-经济-环境(3E)”循环的难题,解决此难题的唯一的办法就是大力发展清洁能源。理论上,如果将照射到地球1 h的太阳能全部收集起来并转化为电能,可以供全人类利用一年。目前占据市场主导地位的太阳能电池仍然以单晶硅、多晶硅等无机半导体材料


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关键词: D-π-A型聚合物

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