有机太阳能电池活性材料的制备

【摘要】：随着社会的发展,曾占据人类生活半壁江山的传统的不可再生能源和资源日渐枯竭,环境污染日益加重,尤其是20世纪70年代石油危机后,美日德等发达国家将清洁可再生的太阳能搬上了未来能源发展舞台的首要地位上。而太阳能电池就是将太阳能直接转换为电能的一种装置,是新能源开发最有希望的工程之一。其中基于光伏效应的有机太阳能电池的研究是最具发展前景的一类电池。笔者设计和制备了几种富勒烯衍生物作为电池受体材料。首先,基于提高受体材料在常见有机溶剂中溶解度的角度考虑,合成一种对称的富勒烯(C60)衍生物。利用对甲氧基苄醇和三甲基氯硅烷为原料首先制备了一种硅醚,接着与丙二酸环亚异丙酯在无溶剂条件下反应合成对称型羧酸双酯,再与C60进行Bingel反应合成对称型富勒烯衍生物,其结构和光电物性已经被表征。其次,设计了一种溶解性能更好的含长碳链结构的富勒烯(C60)衍生物。研究中以市面购买的对苯二酚和溴代正辛烷为原料合成中间体对辛烷氧基苯酚,再与丙二酸环亚异丙酯反应合成单酯酸,进一步与十二醇酯化合成不对称羧酸双酯,然后将其与富勒烯(C60)进行Bingel反应顺利合成了目标物,其结构和光电物性也相应地进行了表征。最后,研究尝试了一种硅修饰富勒烯(C60)衍生物的合成方法,制备了两种取代基结构不同的不对称的富勒烯衍生物。以自制的单酯酸分别与叔丁基二苯基氯硅烷、三异丙基氯硅烷反应合成两种不对称的双酯,再分别与富勒烯进行Bingel反应制备含硅烷基的富勒烯衍生物,其溶解性能优良,产率相对有较大提高,结构与光电性质也完全被表征。 【关键词】：有机太阳能电池 富勒烯衍生物 受体材料 溶解性
【学位授予单位】：沈阳师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 综述8-20
• 1.1 国内外的研究现状8-11
• 1.2 有机太阳能电池简介11-16
• 1.2.1 有机太阳能电池的种类11-14
• 1.2.2 有机太阳能电池的结构及工作原理14-16
• 1.3 有机太阳能电池材料16-19
• 1.3.1 给体材料及其选择16-18
• 1.3.2 受体材料及其选择18-19
• 1.4 论文的设计思想及选题意义19-20
• 第二章 对称型富勒烯衍生物的制备20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 合成路线20-21
• 2.3 制备过程21-23
• 2.3.1 药品和仪器21
• 2.3.2 中间体硅醚的制备21-22
• 2.3.3 中间体对称双酯的制备22-23
• 2.3.4 目标物的制备23
• 2.4 结果与讨论23-26
• 2.4.1 结构表征23-25
• 2.4.2 光电性质25-26
• 2.5 小结26-27
• 第三章 长碳链富勒烯衍生物的制备27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 合成路线27-28
• 3.3 制备过程28-31
• 3.3.1 药品和仪器28
• 3.3.2 中间体对辛烷氧基苯酚的制备28-29
• 3.3.3 中间体单酯酸的制备29-30
• 3.3.4 中间体不对称羧酸双酯的制备30
• 3.3.5 目标物的制备30-31
• 3.4 结果与讨论31-35
• 3.4.1 结构表征31-33
• 3.4.2 光电性质33-35
• 3.5 小结35-36
• 第四章 两种硅修饰富勒烯衍生物的制备及表征36-44
• 4.1 引言36
• 4.2 合成路线36-37
• 4.3 制备过程37-40
• 4.3.1 药品和仪器37
• 4.3.2 中间体三异丙基硅酯的制备37-38
• 4.3.3 三异丙基硅酯修饰C60制备38-39
• 4.3.4 中间体叔丁基二苯基硅酯的制备39
• 4.3.5 叔丁基二苯基硅酯修饰C60制备39-40
• 4.4 结果与讨论40-43
• 4.4.1 结构表征40-42
• 4.4.2 光电性质42-43
• 4.5 小结43-44
• 结论44-45
• 参考文献45-50
• 致谢50-51
• 作者简介51

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