基于TTF支链单元的新型聚合物的合成与光伏性质研究

有机薄膜太阳能电池具有成本低，可柔性加工等许多优点，具有良好的应用前景，而有机活性材料是制约其发展的一大瓶颈。本项目针对当前有机光伏材料吸收与太阳光谱不匹配以及载流子迁移率低等问题，拟合成基于四硫富瓦烯（TTF）侧链单元的稳定的新型聚合物，通过改变不同给体和受体单元并结合理论计算，实现对聚合物的能级控制；深入研究由于聚合物具有较大的平面性所引起的自组装行为，揭示自组装对聚合物材料的性能影响，如载流子迁移率改变；最后研究合成的聚合物材料的光伏性质，探索聚合物自组装对光伏性质的影响，以期在有机光伏活性材料的设计合成以及器件应用方面取得一定突破。

有机薄膜太阳能电池具有成本低，可柔性加工等许多优点，具有良好的应用前景，而有机活性材料是制约其发展的一大瓶颈。本项目设计合成了一系列基于四硫富瓦烯（TTF）侧链单元的新型聚合物。考察了改变不同给体和受体单元对获得聚合物的能级的影响，发现聚合物的HOMO能级基本由给体单元决定，而LUMO能级主要受各种受体单元控制；研究了由于聚合物具有较大的平面性所引起的对其自身光谱吸收，能级、溶解度以及最终光伏器件性质的影响。发现较大的平面性主链结构会导致材料出现自组装行为，聚合物的较大平面性造成活性层的给体受体的相分离比较严重，从而影响激子的传输，分离以及电荷的传输，从而影响器件的最终性能；最后全面研究了合成的聚合物材料的光伏性质，以富勒烯衍生物PCBM作为受体材料，采用常规的本体异质结器件，制备了有机太阳能电池器件；考察了不同给体受体比例，温度，器件界面层等对器件性能的影响。