论文部分内容阅读
近年来,以共轭聚合物为基础的太阳能电池的研究逐渐成为热点。但是共轭聚合物太阳能电池低的光电转换效率限制了其实质性发展。最新研究表明,纳米材料与共轭聚合物杂化,是提高器件光电转换效率的关键技术之一。然而无机纳米粒子与有机聚合物难以形成均相体系而导致无机纳米粒子在聚合物中分散不连续。解决两相分离而又不降低其导电性的较好手段是使用共轭型表面活性剂。在共轭型表面活性剂的侨联作用下,共轭聚合物可与纳米材料杂化组装形成高密度异质结,形成没有绝缘区的有机/无机杂化的光电功能薄膜,有利于激子的分离和电荷的传输,可较大幅度的提高电池器件光电转换效率。本论文设计了一系列的共轭型表面活性剂,并对他们的光、热以及电化学性质进行了详细研究。具体内容如下:1.以设计合成的2,7-二溴甲基-9,9-二辛基-9H-芴和(2-溴甲基-9,9-二辛基-9H-芴-7-基)乙腈为单体,以30:1、60:1和100:1为投料的比例,通过Glich反应得到以聚芴乙烯为主链,末端为氨基的不同分子量的表面活性剂A11-A33,合成的聚合物在氯仿、四氢呋喃和二氯甲烷中都有很好的溶解度,我们测试了其光物理性质、电化学性质以及热稳定性。2.以设计合成的1,4-二溴甲基-2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)苯和(2-溴甲基-9,9-二辛基-9H-芴-7-基)乙腈为单体,以30:1、60:1和100:1为投料的比例,经过同样的方法生成以聚苯乙烯为主链,末端为氨基的不同分子量的表面活性剂B11-B33。并对其一系列性质进行了测试。3.以设计合成的3-己基噻吩-2,5-二甲醛和2,7-二乙腈基-9,9-二辛基-9H-芴为单体,以1:1为投料的比例,通过Knoevenagel缩聚反应合成了以聚噻吩乙烯为主链,支链含氨基的共轭型表面活性剂C11。将合成的聚合物A11-A33,B11-B33,C11进行了核磁、质谱、凝胶渗透色谱、紫外吸收、荧光发射、电化学、热重分析等进行了测试,表明合成的聚合物在氯仿,二氯甲烷,四氢呋喃中有良好的溶解性,并且都具有良好的光物理性质及热稳定性,电化学测试表明聚合物的能隙都小于3 eV,合成的这些聚合物都能与我们课题组前期制备的超支化聚苯撑乙烯及含氟、含硝基的超支化聚苯撑乙烯的能隙相匹配,为其在太阳能电池中的应用展现了一定的潜力。