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基于三嗪缺电子单元宽带隙聚合物给体材料的合成及光伏性能
1
作者 冯继宝 朱晓东 +1 位作者 高建宏 刘治田 《武汉工程大学学报》 CAS 2024年第2期148-154,236,共8页
降低有机光伏材料成本是实现有机太阳能电池工业化生产迫切需要解决的问题。本研究设计合成了一种结构简单、合成成本低的三嗪基缺电子单元(BTTz),与易于获得的3,3′-二氟联噻吩(DFT)给电子单元共聚,开发了一种新型宽带隙聚合物给体材料... 降低有机光伏材料成本是实现有机太阳能电池工业化生产迫切需要解决的问题。本研究设计合成了一种结构简单、合成成本低的三嗪基缺电子单元(BTTz),与易于获得的3,3′-二氟联噻吩(DFT)给电子单元共聚,开发了一种新型宽带隙聚合物给体材料聚[(2,6-(3,3′-二氟)二噻吩)-alt-(2,4-双(4-(2-丁基辛基)噻吩-2-基)-6-甲氧基-1,3,5-三嗪)](PDFBTTz)。通过热重分析、紫外-可见吸收光谱法和循环伏安法对其特性进行表征,聚合物PDFBTTz展现出适当的吸收范围(350~600 nm),宽的光学带隙(2.06 eV),以及合适的最高占据分子轨道能级(-5.49 eV)。基于聚合物PDFBTTz优异的光物理性质,选取具有能级匹配和吸收光谱互补的IT-4F作为受体材料,制备的有机太阳能电池器件能量转化效率为3.49%,其开路电压为0.75 V,短路电流密度为10.89 mA·cm^(-2),填充因子为43.36%。上述结果表明BTTz是构筑宽带隙聚合物的有效缺电子单元,同时对该单元进行合理的结构裁剪有望获得更高效的聚合物给体材料。 展开更多
关键词 聚合物太阳能电池 光伏性能 聚合物给体材料 三嗪缺电子单元
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基于非稠环核心的小分子受体材料的合成与光伏应用 被引量：1
2
作者 刘紫凤 李俊闹 +3 位作者 孙逢博 高翔 高建宏 刘治田 《武汉工程大学学报》 CAS 2022年第5期516-521,共6页
近年来,基于非稠环核心的电子受体因具有结构简单的优势,成为有机光伏材料领域的研究热点。本研究通过将2个环戊二烯并二噻吩单元和1个氟代苯并[c]-[1,2,5]噻二唑单元通过Stille偶联反应合成非稠环核心单元,随后与末端吸电子单元3-已基... 近年来,基于非稠环核心的电子受体因具有结构简单的优势,成为有机光伏材料领域的研究热点。本研究通过将2个环戊二烯并二噻吩单元和1个氟代苯并[c]-[1,2,5]噻二唑单元通过Stille偶联反应合成非稠环核心单元,随后与末端吸电子单元3-已基罗丹宁通过Knoevenagel缩合反应合成小分子受体材料(5Z,5'Z)-5,5'-((6,6'-(5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二基)双(4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊二烯[1,2-b:5,4-b']二噻吩-6,2-二基))双(甲亚基))双(3-己基-2-硫代噻唑啉酮)(MAZ-4)。该受体材料在350~710 nm范围内具有强的吸收,在给体材料聚(3-己基噻吩)和受体材料MAZ-4质量比为1∶1.2的条件下,有机太阳能电池的最佳能量转换效率为0.76%。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 小分子受体材料 非稠环
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新型含非共轭单元的光伏材料的合成及表征 被引量：1
3
作者 鲍俊杰 徐美辰 +1 位作者 刘治田 高翔 《武汉工程大学学报》 CAS 2021年第5期508-513,519,共7页
基于高性能半导体聚合物给体聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基)-噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1',3'-二-2-噻吩基)-5',7'-双(2-乙基己基)苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8... 基于高性能半导体聚合物给体聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基)-噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1',3'-二-2-噻吩基)-5',7'-双(2-乙基己基)苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8-二酮)](PBDB-T),通过Stile偶联聚合反应,首次合成了一种含非共轭单元的新型聚合物给体材料聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基)-噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-(5,5-(1',3'-二-2-噻吩基)-5',7'-双(2-乙基己基)苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8-二酮)-1,3-双(2-噻吩基)丙烷](PDBS-5),并将其应用于有机太阳能电池。紫外-可见光谱表明:相比于PBDB-T,非共轭单元的引入降低了PDBS-5吸收光谱中堆积峰的吸收强度,表明分子间π-π堆积减弱;循环伏安测试表明非共轭单元的引入降低了聚合物的能级。基于PDBS-5:IT-4F共混膜制备出能量转换效率达到7.42%的有机太阳能电池。研究结果表明含非共轭单元的聚合物PDBS-5是有潜力的有机太阳能电池给体材料。 展开更多
关键词 非共轭单元 给体材料 有机太阳能电池 能量转换效率
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基于苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃的宽带隙共轭聚合物的合成与光伏应用
4
作者 陈志力 高翔 刘治田 《武汉工程大学学报》 CAS 2021年第6期610-615,621,共7页
以共轭侧链含氯原子的苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃(BDF)作为电子给体单元,以1,3-双(噻吩-2-基)-5,7-双(2-乙基己基)苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮(BDD)为电子受体单元,设计合成了一种宽带隙共轭聚合物PBDF2Cl-BDD。该聚合物... 以共轭侧链含氯原子的苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃(BDF)作为电子给体单元,以1,3-双(噻吩-2-基)-5,7-双(2-乙基己基)苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮(BDD)为电子受体单元,设计合成了一种宽带隙共轭聚合物PBDF2Cl-BDD。该聚合物具有较宽的光学带隙(>1.82 eV)和较深的最高占据分子轨道能级。当聚合物给体与受体Y6搭配时实现了2.49%的能量转换效率,其开路电压为0.39 V,短路电流密度为16.50 mA·cm^(-2),填充因子为0.38。 展开更多
关键词 有机太阳电池 共轭聚合物 宽带隙 给体材料 苯并[1 2-b:4 5-b']二呋喃
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