【摘 要】
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有机小分子太阳能电池因为有着轻便灵活、工艺简单、材料多样和可大规模生产等特点在最近十年受到广泛关注。但是,有机光伏材料的相关技术还不成熟,能量转换效率相对于无机太
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有机小分子太阳能电池因为有着轻便灵活、工艺简单、材料多样和可大规模生产等特点在最近十年受到广泛关注。但是,有机光伏材料的相关技术还不成熟,能量转换效率相对于无机太阳能电池来说还有待进一步的提升。本文以给/受体能级匹配为路线,辅之以给体材料结构的调整,设计并合成了两种A-D-A结构的小分子给体材料D9TD和D8TTD。通过密度泛函理论计算、热性能分析、紫外可见光谱以及循环伏安测试等方法对目标材料的各方面性能进行了分析。同时,以这两种材料作给体,IC70BA为受体,制备了有机光伏器件,并对器件进行了表征和分析。测试结果表明:本文对低聚噻吩类小分子给体材料烷基链数量和位置所作出的改变对材料的热稳定性、电化学和光学性能影响不大,这种改变主要影响材料的溶解性。其中,D8TTD因为烷基链过少导致溶解性过低,使得给、受体接触面积过小而无法形成有效的光电流,以其为给体所制作的器件能量转换效率在0.5%以下。而D9TD较多的烷基链为其提供了良好的溶解性,在与LUMO能级较高的受体材料IC70BA共混后制作成器件,进行退火操作后,开路电压达到了0.97V,最高能量转换效率突破9%,达到了9.25%。
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