二分体富勒烯衍生物的超分子诱导效应及其在体异质结太阳能电池中的应用

【摘要】本论文设计合成了一系列含长烷氧基链的富勒烯受体材料，研究含双疏水性基团(C60和含长烷氧基链的三烷氧基苯)的二分体富勒烯衍生物的超分子诱导效应以及对有机太阳能电池表面形貌及器件效率的影响，主要内容及结论如下：1.合成了尾链为辛基的三烷氧基苯富勒烯衍生物PCBB-C8。在与P3HT共混旋涂过程中，PCBB-C8通过超分子自组装可以提供P3HT链段伸展运动的自由区域，从而在未经任何后处理的条件下有效地诱导P3HT结晶，构筑长程有序、纳米尺度相分离、具有连续传输通道的理想活性层形貌。在使用与P3HT/PCBM相同的器件制备条件时，P3HT/PCBB-C8在未退火条件下得到了与经热退火处理的PCBM/P3HT相似的Jsc，最终获得2.4%的优异光电转换效率。2.为了细致研究不同尾链长度三烷氧基苯富勒烯衍生物对超分子诱导效应、共混膜形貌及光伏性能的影响，我们合成了一系列含不同长度烷氧基链的三烷氧基苯富勒烯衍生物PCBB-Cn(n=4,6,8,10,12)。研究发现，该系列富勒烯衍生物具有类似的热力学和电化学性质，并且当其与P3HT共混涂膜过程中，均能够通过富勒烯衍生物的超分子诱导作用力实现对P3HT的诱导结晶，从而获得具有双连续传输通道的理想活性层形貌。同时，我们研究了该系列富勒烯衍生物的超分子诱导效应、P3HT的结晶尺寸、共混膜形貌及器件性能之间的关系：烷氧基链较短时(n=4,6)，P3HT/PCBB-Cn共混膜中P3HT的结晶较弱，共混膜较平整，器件性能较差；当烷氧基链长度提高到辛基时，P3HT的结晶强度显著增强，短路电流达到最高，器件性能最佳；进一步提高烷氧基链的长度(n=10,12)，P3HT依旧保持较高的结晶度，器件性能出现衰退。3.基于含氟基团具有较强的吸电子能力，较强的刚性，将含氟基团引入到富勒烯化合物中，可以有效调节富勒烯衍生物的电化学性质，增强分子间的相互作用，我们合成了含不同个数氟原子的富勒烯衍生物nF-PCBB-C8(n=1,3,5)，研究氟原子的引入对富勒烯衍生物的性质、共混膜形貌及光伏性能的影响。电化学结果表明，氟原子的引入降低了富勒烯衍生物的LUMO能级；紫外可见吸收，二维X射线散射等测试结果表明nF-PCBB-C8依然具有诱导P3HT结晶的性质；通过原子力显微镜及光学显微镜研究表明P3HT/nF-PCBB-C8共混膜表面出现明显的聚集态，无法形成有助于激子解离传输的纳米尺度的相分离形貌，最终器件表现出较差的光伏性能。
【作者】张盼；
【导师】屠迎锋；李耀文；
【作者基本信息】苏州大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】体异质结太阳能电池；长烷氧基链；富勒烯受体材料；超分子诱导效应；理想活性层形貌；

【参考文献】
[1]杨晴.EM算法在混合模型参数估计中的应用[D].宁夏大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[2]曾丹.动物源食物中痕量有害重金属元素的ICP-MS及HPLC-AFS分析测定方法研究[D].天津大学,微生物与生化药学,2013,硕士.
[3]徐宁.枣庄市国家税务局税务绩效管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[4]刘金帅.职业谈话者之作证特免权研究[D].苏州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[5]王世福,王一临.发展中的华东包装测试中心[J].中国包装.1989(01)
[6]赵旭.MicroRNA靶位点多态性与2型糖尿病遗传易感性的关联研究[D].南京医科大学,流行病与卫生统计学,2013,硕士.
[7]刘声远.转型期间我国政府经济职能的转变与创新[D].吉林大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[8]杨业.网络控制系统的分析建模与控制研究[D].华中科技大学,2006.
[9]刘明月.对基于数据挖掘的隧道掘进机掘进状况分类识别的探讨[J].石家庄铁道学院学报,2004,04:64-67.
[10]刘发升,杨惠.一种启发式精简规则挖掘算法及其SQL实现[J].计算机应用,2003,10:117-118+123.
[11]魏新增,黄汉东,江明喜,杨敬元.神农架地区河岸带中领春木种群数量特征与空间分布格局[J].植物生态学报,2008,04:825-837.
[12]喜彦贵,余跃.ConstructingDHCPUsingElectronicArchetypes[J].网络安全技术与应用,2014,01:7+9.
[13]赵峰.铁路快速客运网节点重要度分析[D].北京交通大学,2014.
[14]刘川.国有企业中层领导绩效管理研究[D].燕山大学,公共管理,2013,硕士.
[15]于海瑶.韩国留学生汉语写作中“是”字句的偏误分析[D].吉林大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[16]黄丹丹.基于DIVA模型脑电信号的时频分析[D].南京邮电大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[17]赵滨.我国上市公司治理结构立法研究[D].山东大学,民商法学（专业学位）,2012,硕士.
[18]金善达.侦查讯问律师在场制度研究[D].浙江工商大学,诉讼法学,2013,硕士.
[19]韩霄.钢铁企业远程无人值守计量与监控系统设计与研发[D].燕山大学,计算机技术,2012,硕士.
[20]陆剑.论艺术歌曲演唱中的气息运用和艺术表现力的关系[D].南京艺术学院,音乐学,2004,硕士.
[21]武思羽.COPD患者血清和SB203580对LPS刺激小鼠肺泡巨噬细胞分泌RANTES、IL-10的影响[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[22]应华征,刘东明.强化停时分析控制提高货车运用效率[J].中国铁路.2006(08)
[23]付以太.烷基取代二肽的合成及自组装行为的研究[D].苏州大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[24]闫石.生物质燃料压缩成型技术与燃烧特性研究[D].河北科技大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[25]兰秋军,马超群,文凤华.基于共同机制的时间序列关联模式挖掘系统及其应用[J].系统工程理论与实践,2004,08:73-79.
[26]宋其江,徐敏强,王日新.模糊概率SDG模型及故障推理方法[J].控制与决策,2009,05:692-696.
[27]庄睿丹,马鸣,楼金玕,李甫棒,江丽琴,陈洁.儿童急性胰腺炎鼻空肠营养置管及肠内营养时机的探讨[J].中国当代儿科杂志,2014,11:1086-1090.
[28]张进,姚桃花,王燕青.分子印迹电化学传感器研究进展[J].理化检验(化学分册),2013,08:1017-1023.
[29]史良伟.桥式起重机智能防摆控制系统研究[D].太原科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[30]赵娟.城市轨道交通通信中的光传输网络研究[D].西安科技大学,电子与通信,2014,硕士.
[31]张明悦.前房注气对白内障囊外摘除术后早期角膜内皮的影响[D].广西医科大学,眼科学（专业学位）,2013,硕士.
[32]贾晓峰,胡天跃,王润秋.复杂介质中地震波模拟的无单元法[J].石油地球物理勘探,2006,01:43-48+122+125.
[33]赵元元.大众传播媒介与现代人的休闲生活[D].吉林大学,新闻学,2004,硕士.
[34]杨立芬.关于财经类高职数困生帮扶策略研究[D].河北师范大学,学科教学,2014,硕士.
[35]王凌,张亮,郑大钟.仿真优化研究进展[J].控制与决策,2003,03:257-262+271.
[36]靳雪琴.骨髓成纤维样基质细胞对骨髓瘤细胞RPMI8226增殖及化疗敏感性的影响[D].第四军医大学,内科学,2004,硕士.
[37]陈晔.基于组合预测的电信客户流失预测分析[D].湖南大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[38]曹瑜,胡光道,杨志峰,沈珍瑶.基于GIS有利成矿信息的综合[J].武汉大学学报(信息科学版),2003,02:167-176.
[39]王君.基于结构化文本的SARS应急知识管理系统的设计与实现[D].大连理工大学,2005.
[40]王文宽.我国海上公益救助体系建设研究[D].宁波大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[41]韩晓娟.农村高中生地理素养培养研究[D].西北师范大学,教育,2013,硕士.
[42]黎妹红,李论,张大伟,杜晔.基于SDKEY的安卓手机安全传输技术[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2015,02:12-17.
[43]任雄伟.无线移动自组网中路由度量和路由策略的研究[D].华中科技大学,2005.
[44]许春梦.提升体育专业大学生幸福感的实验研究[D].郑州大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[45]谢元华.按摩推拿学基础理论建构略论[D].北京中医药大学,2005.
[46]武海栋.黄河三角洲盐碱地甜高粱栽培技术研究[D].山东师范大学,植物学,2013,硕士.
[47]单海.H大学化工类毕业生三年内职位变动研究[D].河北工业大学,工商管理,2013,硕士.
[48]郭凌志.基于蚁群算法的长沙市城乡结合部乡镇土地利用结构优化研究[D].湖南师范大学,土地资源管理,2013,硕士.
[49]孙跃鑫.基于网络出版的期刊等级评价的研究[D].沈阳工业大学,系统工程,2013,硕士.
[50]刘玉生.分散模型参考自适应控制[J].自动化学报,1992,06:671-678.