研究目的
设计和合成两种含卟啉侧链的新型宽带隙嵌段共聚物,用作溶液加工型体异质结聚合物太阳能电池中的电子给体,并研究其光物理、电化学及光伏特性、电荷传输迁移率和薄膜形貌。
研究成果
该研究成功合成了两种含卟啉侧链的新型嵌段共聚物,其展现出良好的溶解性与热稳定性。卟啉单元的引入拓宽了吸收范围并提升了光伏性能,其中基于PL2的器件实现了7.14%的更高效率。研究发现卟啉侧基的尺寸会显著影响分子特性,表明通过精心设计侧基可优化聚合物太阳能电池的性能。
研究不足
该研究聚焦于两种特定嵌段共聚物的合成与表征及其在聚合物太阳能电池中的应用。局限性包括这些聚合物的合成与测试条件较为特定,可能不具备普适性。此外,该研究未探讨器件的长期稳定性或可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过Stille偶联反应合成了两种含卟啉侧链的嵌段共聚物(PL1和PL2)。采用核磁共振(NMR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、热重分析(TGA)、循环伏安法(CV)、原子力显微镜(AFM)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物进行表征。
2:样品选择与数据来源:
聚合物由特定单体合成,并通过多种光谱及显微技术进行表征。
3:实验仪器与材料清单:
所用仪器包括布鲁克AV400 MHz FTNMR核磁共振仪、PE Lambda 25紫外-可见分光光度计、TA Q600热重分析仪、CHI6600B电化学工作站(用于循环伏安测试)、Dimension 3100原子力显微镜以及用于分子量测定的凝胶渗透色谱仪。
4:实验步骤与操作流程:
合成过程包括多步Stille偶联反应、柱层析纯化及表征。光伏器件经制备后,在AM 1.5G光照条件下评估其性能。
5:5G光照条件下评估其性能。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:分析光学与电化学性质,并基于J-V特性曲线和EQE测量评估光伏性能。
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