项目名称: D-A型二元嵌段共聚物的合成及其在单一组分全聚合物太阳能电池中的应用

项目编号: No.21304047

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 陶友田

作者单位: 南京工业大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 在本体异质结光伏电池中,给受体材料间纳米级相分离是形成隧穿网络结构和实现高电池效率的前提。相比聚合物/富勒烯,全聚合物体异质结电池具有材料吸收范围宽、受体结构和能级可灵活调控、开路电压高、聚合物间相容性好,适于大面积、大规模制备等优点。全共轭给-受体型二元嵌段聚合物可获得比给-受体聚合物物理共混膜更好的相分离,但对此类材料的研究极少,尤其将其作为单一活性层的电池未见报导。基于此,本项目拟设计合成以P3HT为给体、不同受体结构的全共轭D-A型二元嵌段共聚物。通过与给-受体物理共混体系对比,系统研究化学键合的嵌段共聚物在相分离和全聚合物太阳能电池中的优越性。进一步优化分子结构,设计具有高电子迁移率、合适LUMO能级、宽吸收光谱的受体及其二元嵌段共聚物,进而制备高开路电压、高效率的单一组分聚合物光伏电池。这对提高全聚合物光伏电池效率和设计性能优异的光电材料具有重要的理论与实践意义。

中文关键词: 聚合物太阳能电池;给体;受体;嵌段共聚物;相分离

英文摘要: In bulk heterojunction photovoltaic cell, phase separation beteen donor and acceptor is beneficial to form interpenetrating networks and realize high conversion efficiency.Compared to polymer/fullerene, all polymer BHJ PSCs have the advantage of wider absorption, fine-tuning of structure and energy levels of the acceptor materials, higher open-circuit voltage,superior polymer/polymer blends and flexibility in large area and large scale solution processed film coating. Fully conjugated donor-acceptor diblock polymers have better phase separation than its donor/acceptor polymer blends. However,there's very limited examples of these materials,especially D-A diblock conjugated polymer as single component active layer has never been reported to date. Thus, in this project, diblock conjugated polymers by using P3HT as donor unit and various acceptor units are firstly designed. The phase separation behavior between donor and accetor and their application as photo-active layer in all polymer solar cells will also be investigated by camparison with donor/acceptor polymer blend systems. High charge mobility, suitable LUMO level and wide absorption accetor polymers will be further designed and sythesized through carefully tuning of chemical structure to synthesize and construct the diblock D-A conjugated polymers.It is exp

英文关键词: Polymer solar cell;Donor;Acceptor;Block copolymer;Phase separation

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