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化学研究所 [3]
长春应用化学研究所 [3]
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期刊论文 [5]
学位论文 [1]
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2015 [4]
2014 [2]
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基于二噻吩并咔唑与苯并噻二唑的 D-A 型共轭聚合物的合成与表征
学位论文
硕士, 中国科学院长春应用化学研究所: 中国科学院研究生院, 2015
作者:
荣梓清
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浏览/下载:41/0
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提交时间:2016/04/27
由于给体片段(D)和受体片段(A)间的电荷转移
D-A型共轭高分子通常具有较小的光学带隙
且分子偶极矩较大
分子间相互作用较强
利于获得高的载流子迁移率
因此
D-A型共轭聚合物是有机太阳能电池材料领域的研究热点。另一方面
稠环分子由于具有刚性平面的构型
重组能小等优点而被广泛引入D-A型共轭聚合物体系中。因此
本文以二噻吩并[2
3-b:7
6-b]咔唑(C1)和二噻吩并[3
2-b:6
7-b]咔唑(C2)两个稠环单元作为给体片段
苯并噻二唑(BT)单元作为受体片段合成了一系列D-A型共轭聚合物
并且对它们的光物理性质
电化学性质
载流子传输和光伏特性进行了系统研究
主要成果和创新点如下: (1)合成了基于二噻吩并咔唑和烷氧基取代的BT单元的两个聚合物P(BT-C1)和P(BT-C2)
它们均是无定形聚合物。 尽管P(BT-C1)和P(BT-C2)在分子结构上只有硫原子位置不同的差别
但两者在长波长和短波长范围表现出完全相反的相对吸收强度。 通过理论模拟可以发现
两个聚合物骨架构象完全不同
P(BT-C1)的骨架较为弯曲
而P(BT-C2)的骨架线性较好。因此
基于P(BT-C2)的有机薄膜晶体管(OTFT)的迁移率较高
达到5.4×10-3 cm2V-1s-1
而P(BT-C1)的OTFT迁移率较低
为1.9×10-3 cm2V-1s-1。 P(BT-C2)的HOMO能级比P(BT-C1)深0.2 eV左右
因此
基于P(BT-C2)的体异质结有机太阳能电池(OSC)器件的开路电压(Voc)明显高于P(BT-C1)
而P(BT-C1)与PC71BM共混薄膜相分离更加明显
导致P(BT-C1)的OSC器件的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)较高
两个聚合物的能量转换效率(PCE)相差不多
均在5%左右。 (2)以C2为给体单元
BT和二氟代BT为受体单元
合成了两个共轭聚合物P(C6BT-C2)和P(C6BT2F-C2)。与P(BT-C2)相比
P(C6BT-C2)具有较高的热稳定性
HOMO能级升高
光谱红移。在BT单元上引入F原子后
聚合物的HOMO能级由P(C6BT-C2)的-5.00 eV降低到P(C6BT2F-C2)的-5.20 eV
同时帯隙变窄。 理论模拟发现两者的分子平面性比P(BT-C2)有很大改善
但分子骨架构象较为弯曲。基于P(C6BT-C2)与P(C6BT2F-C2)的OTFT器件在150 oC退火后载流子迁移率分别为4.8×10-3 和4.9×10-3 cm2V-1s-1 。由于与PC71BM共混薄膜的相分离不明显
基于P(C6BT-C2)与P(C6BT2F-C2)的OSC器件的Jsc和FF较低
PCE均小于2%。
Suppressed charge recombination in polymer solar cells based on perylene diimide derivative acceptors via solvent vapor annealing
期刊论文
ORGANIC ELECTRONICS, 2015, 卷号: 18, 页码: 24-31
作者:
Fu, Yingying
;
Yang, Qingqing
;
Deng, Yunfeng
;
Jiang, Wei
;
Wang, Zhaohui
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浏览/下载:19/0
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提交时间:2019/04/09
Polymer Solar Cells
Non-fullerene Acceptor
Bimolecular Recombination
Dithienocarbazole- and benzothiadiazole-based donor-acceptor conjugated polymers for bulk heterojunction polymer solar cells
期刊论文
SCIENCE CHINA-CHEMISTRY, 2015, 卷号: 58, 期号: 2, 页码: 294-300
作者:
Rong, Ziqing
;
Deng, Yunfeng
;
Xie, Zhiyuan
;
Geng, Yanhou
;
Wang, Fosong
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浏览/下载:14/0
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提交时间:2019/04/09
Conjugated Polymer
Dithienocarbazole
Benzothiadiazole
Polymer Solar Cells
Power Conversion Efficiency
Suppressed charge recombination in polymer solar cells based on perylene diimide derivative acceptors via solvent vapor annealing
期刊论文
organic electronics, 2015, 卷号: 18, 页码: 24-31
作者:
Fu,Yingying
;
Yang,Qingqing
;
Deng,Yunfeng
;
Jiang,Wei
;
Wang,Zhaohui
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浏览/下载:15/0
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提交时间:2016/05/20
ELECTRON-ACCEPTOR
ORGANIC PHOTOVOLTAICS
FULLERENE ACCEPTORS
SMALL-MOLECULE
PERFORMANCE
EFFICIENCY
GENERATION
COPOLYMER
Dithienocarbazole and Isoindigo based Amorphous Low Bandgap Conjugated Polymers for Efficient Polymer Solar Cells
期刊论文
ADVANCED MATERIALS, 2014, 卷号: 26, 期号: 3, 页码: 471-476
作者:
Deng, Yunfeng
;
Liu, Jian
;
Wang, Jiantai
;
Liu, Lihui
;
Li, Weili
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浏览/下载:17/0
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提交时间:2019/04/09
Dithienocarbazole
Isoindigo
Low Bandgap Conjugated Polymers
Polymer Solar Cells
Dithienocarbazole and Isoindigo based Amorphous Low Bandgap Conjugated Polymers for Efficient Polymer Solar Cells
期刊论文
advanced materials, 2014, 卷号: 26, 期号: 3, 页码: 471-476
Deng, Yunfeng
;
Liu, Jian
;
Wang, Jiantai
;
Liu,Lihui
;
Li,Weili
;
Tian,Hongkun
;
Zhang,Xiaojie
;
Xie,Zhiyuan
;
Geng,Yanhou
;
Wang,Fosong
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浏览/下载:31/0
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提交时间:2015/03/16
FIELD-EFFECT TRANSISTORS
ORGANIC PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS
THIN-FILM TRANSISTORS
OPEN-CIRCUIT VOLTAGE
CHARGE-TRANSPORT
SIDE-CHAINS
PERFORMANCE
DESIGN
DONOR
COPOLYMERS
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