聚集诱导发光材料和有机太阳能非富勒烯受体材料的设计合成、性能研究以及应用

【摘要】：本论文针对聚集诱导发光和有机太阳能电池小分子非富勒烯受体设计合成了两类有机光电功能材料,主要分为以下两部分工作:1、设计合成了一系列聚集诱导发光材料,以乙烯基为核心,噻吩和三苯胺为转子,并通过在噻吩?-位上的修饰,引入不同数目的三苯胺,得到DT2A、DT3A和DT4A三种发射黄色或橘红色荧光的AIE化合物。由于它们的结构及对称性不同,表现出了各自的特性。DT2A因其对称性及优异的结晶性,通过自组装形成微米棒,并显示出良好的光波导性质。由于DT4A分子结构较大,固态堆积分子排布较松散,施加外力作用,荧光发射光谱红移,具有显著的可逆压致变色现象。同时,我们用化合物DT2A和DT4A对硝基化合物进行检测,DT2A显示出更好的灵敏度。2、合成了以刚性结构三聚茚为核,连接三个苝二酰亚胺单元的三维立体结构的有机太阳能电池小分子受体材料——Tr PDI。我们以PTB7-Th为给体材料,Tr PDI为受体材料制备了体异质结太阳能电池,在不加入任何添加剂时,获得了1.71%的能量转化效率,其中Voc=0.80 V,Jsc=4.64 mA cm-2,FF=0.44。同时,研究了三聚茚为核的受体材料平面性的影响,在三聚茚上引入强吸电子基团1,1-二氰基亚甲基-3-茚酮,得到化合物TrThDC获得了1.13%的能量转化效率。通过系统的研究,发现将苝二酰亚胺引入到刚性结构上,可以降低苝二酰亚胺自聚,从而提高太阳能电池的能量转化效率。 【关键词】：聚集诱导发光 压致变色 有机太阳能电池 三聚茚 苝二酰亚胺
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-49
• 1.1 引言9-10
• 1.2 聚集诱导荧光材料研究进展10-31
• 1.2.1 聚集诱导荧光材料10-12
• 1.2.2 聚集诱导荧光材料机理12-16
• 1.2.3 聚集诱导发光材料研究现状及应用16-25
• 1.2.4 压致变色聚集诱导发光材料研究进展25-31
• 1.3 有机太阳能电池非富勒烯受体材料研究进展31-38
• 1.3.1 有机太阳能电池31
• 1.3.2 有机太阳能电池的基本原理31-33
• 1.3.3 有机太阳能电池非富勒烯受体材料研究现状33-38
• 1.4 总结与展望38
• 1.5 设计思想和研究内容38-40
• 1.6 参考文献40-49
• 第二章 聚集诱导发光材料的设计合成及性能研究49-68
• 2.1 引言49-50
• 2.2 实验部分50-55
• 2.2.1 原料与试剂50-51
• 2.2.2 仪器设备51-52
• 2.2.3 材料的合成52-55
• 2.3 结果与讨论55-66
• 2.3.1 热力学性质55-56
• 2.3.2 光物理性质56-58
• 2.3.3 电化学性质58-59
• 2.3.4 聚集诱导发光性质59-60
• 2.3.5 压致变色性质60-62
• 2.3.6 光波导性质62-63
• 2.3.7 爆炸物检测性质63-66
• 2.4 本章小结66
• 2.5 参考文献66-68
• 第三章 基于三聚茚的有机太阳能电池受体材料的设计合成及性能研究68-78
• 3.1 引言68-69
• 3.2 实验部分69-74
• 3.2.1 原料与试剂69-70
• 3.2.2 仪器设备70-71
• 3.2.3 材料的合成71-74
• 3.3 结果与讨论74-77
• 3.3.1 光物理性质74-75
• 3.3.2 电化学性质75-76
• 3.3.3 光伏性能76-77
• 3.4 本章小结77
• 3.5 参考文献77-78
• 第四章 总结与展望78-79
• 附录79-84
• 研究成果84-85
• 致谢85

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