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苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)因具有对称的平面结构,较强的π-π堆积作用,较高的空穴迁移率(0.25cm2V-1s-1)通常被用作聚合物给体材料的构建单元。双噻吩乙撑基团具有利于载流子传输、较大的共轭程度和带隙窄等优点,因此本论文在苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)的4,8位引入双噻吩乙撑基团,合成了具有更大共轭面和共轭长度,且溶解性良好的电子给体单元4,8-双[5-((E)-2-(4,5-二癸基噻吩-2-基)乙烯基)噻吩-2-基]苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT-TVTC10),并与性能优良的受体单元合成了一系列新型的D-A型共轭聚合物。而CdS具有较高电子迁移率和环境稳定性,因此在制备器件时不仅以PFN做阴极传输层还选用CdS作为阴极传输层,器件结构为ITO/CdS(或PFN)/Polymer:PC61BM(或PC71BM)/MoO3/Ag,并对其性能进行了表征。主要包括如下内容:1、在第二章中,以2-溴-3-癸基噻吩和2-甲基噻吩为原料合成了电子给体单元4,8-双[5-((E)-2-(4,5-二癸基噻吩-2-基)乙烯基)噻吩-2-基]苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT-TVTC10),与电子受体单元3,7-二(2-溴-3-辛基噻吩-5-基)-萘并[1,2-c:5,6-c’]双[1,2,5]噻二唑通过Stille偶联反应得到共轭聚合物PBDT-TVT-DTNTC8。其在薄膜中的吸收带边为817 nm,光学带隙Eg为1.52 eV,EHOMO为-5.36 eV,ELUOMO为-3.84 eV。当器件结构为ITO/CdS/PBDT-TVT-DTNTC8:PC71BM(1:1,3%DIO)/MoO3/Ag时,该器件的能量转换效率(PCE)为2.29%,其VOC为0.71V,JSC为6.70 mA/cm2,FF为48.10%。当以PFN为阴极传输层,PBDT-TVT-DTNTC8:PC71BM(1:1,3%DIO)为活性层时器件的PCE最高,为3.21%。2、在第三章中,因为内酰胺基团(O=C-NR)是缺电子基团,且通过在N原子上引入烷基链可以改善聚合物的溶解性,因此本章中合成了含有O=C-NR结构的电子受体单元6,6’-二溴-N,N’-(2-丁基辛基)-异靛蓝和2,5-二己基癸基-1,4-二氧-3,6-二(5-溴噻吩)吡咯并[3,4-c]吡咯,并与给电子单元BDT-TVTC10通过Stille反应,得到了两个共轭聚合物PBDT-TVT-IDBO和PBDT-TVT-DPPHD。它们在薄膜中的吸收带边分别为760、839 nm,Eg分别为1.63和1.48 eV。通过光学和电化学性质可知,聚合物EHOMO能级分别为-5.45和-5.33 eV;ELUMO能级分别为-3.82和-3.85 eV。当器件结构为ITO/CdS/PBDT-TVT-IDBO:PC61BM(1:1.5,3%DIO)/MoO3/Ag时,该器件PCE最高为0.52%,其Voc为0.83 V,Jsc为1.59 mA/cm2,FF为39.79%。当器件结构为ITO/CdS/PBDT-TVT-DPPHD:PC61BM(1:1.5,3%DIO)/MoO3/Ag时,该器件PCE最高,为0.76%,其Voc为0.72 V,Jsc为1.93m A/cm2,FF为55.21%。3、在第四章中,合成了具有较强吸电子能力,合成简单和较好的空气稳定性等优点的电子受体单元苯并[1,2,5]噻二唑(BT),并在该单体中引入氟原子合成了另一电子受体单元5,6-二氟[1,2,5]苯并噻二唑(FBT),以期望通过氟原子的引入而降低聚合物的HOMO能级,从而提高器件的开路电压。并通过Stille偶联反应与电子给体单元BDT-TVTC10,合成聚合物PBDT-TVT-BT和PBDT-TVT-FBT,这两个聚合物具有良好的热稳定性和溶解性。在薄膜中的吸收带边分别为799、732 nm,光学带隙分别为1.55、1.69 eV。EHOMO能级分别为-5.18、-5.38 eV,即通过氟原子的引入使聚合物的HOMO能级明显降低;ELUMO能级分别为-3.63、-3.69 eV。当器件结构为ITO/CdS/PBDT-TVTBT:PC61BM(1:2,3%DIO)/MoO3/Ag时,该器件PCE为0.23%,其Voc为0.69 V,Jsc为1.04 m A/cm2,FF为31.89%。当器件结构为ITO/CdS/PBDT-TVT-FBT:PC61BM(1:2,3%DIO)/MoO3/Ag时,该器件PCE为0.36%,其Voc为0.76 V,Jsc为1.33 mA/cm2,FF为35.99%。可见,通过氟原子的引入使器件的开路电压得到了提高,从而提高了器件的能量转换效率。