导读:本文包含了有机小分子太阳能电池论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:有机太阳能电池,非富勒烯受体材料,A-D-A型小分子,氯取代
有机小分子太阳能电池论文文献综述
刘涛[1]（2019）在《氯取代有机小分子太阳能电池受体材料设计合成及其光伏性能的探究》一文中研究指出随着人类对于清洁可再生能源的日益渴望,如何有效利用太阳能成为了人类迫切需要解决的问题。传统的硅基太阳能电池由于制造工艺复杂、成本较高等一系列缺点促使科学家们去寻找一种更经济、适用性更广的替代物。最近几十年来,有机太阳能电池逐渐走进人们的视野。有机太阳能电池具有成本低、质量轻、可溶剂加工、易于制成柔性器件和半透明器件等特点,并且能广泛应用于节能建筑一体化、可穿戴设备等新兴领域。有机太阳能电池的活性层材料分为给体材料和受体材料,其中非富勒烯小分子受体材料由于可以通过结构的设计来实现能级和吸收光谱的调节等一系列优势,成为了有机太阳能电池研究的热点。本文综合氯原子在小分子受体材料中的诸多优点,将氯原子与含碳氧桥的富电子核结合,设计并合成了一系列吸收光谱在近红外区的A-D-A型受体材料,并研究了它们的热力学稳定性能、光电性能和光伏性能。本文的主要内容分为以下两个部分:(1)设计并合成了两种氯取代含碳氧桥八元环受体材料COi8-2Cl-m和COi8-4Cl,发现COi8-4Cl由于过于强烈的聚集性难以溶于一般有机溶剂,无法制备器件,所以仅研究了COi8-2Cl-m的光伏性能。选择了与COi8-2Cl-m的能级和光谱极为互补的聚合物PTB7-Th作为给体材料,并制备了PTB7-Th:COi8-2Cl-m器件,得到了8.42%的能量转换效率(PCE)。为了进一步提高其光伏性能,选择添加与这一体系能级和光谱互补的受体材料PC_(71)BM作为第叁元,制备了PTB7-Th:COi8-2Cl-m:PC_(71)BM基叁元器件,发现当活性层比例PTB7-Th:COi8-2Cl-m:PC_(71)BM=1:1.05:0.45时,最优化器件表现出0.73 V的V_(oc)(开路电压),21.68 mA cm~(-2)的J_(sc)(短路电流密度)和56.90%的FF(填充因子),以及9.02%的PCE。研究表明,PC_(71)BM能有效地改善该体系的薄膜形貌并形成合适的相分离尺度,有利于其光伏性能的提升。(2)设计并合成了四种氯取代含碳氧桥六元环受体材料COi6-2Cl-γ,COi6-2Cl-δ,COi6-2Cl-m和COi6-4Cl。将四种材料分别与PTB7-Th共混制备器件,发现氯取代位置不确定的材料(COi6-2Cl-m)的光伏性能最好(四者中最高的PCE值为9.22%),高于两种氯原子位置确定的受体材料(COi6-2Cl-γ和COi6-2Cl-δ)的光伏性能。为了研究结构不确定材料的光伏性能优越的原因,使用不同比例的COi6-2Cl-γ,COi6-2Cl-δ和PTB7-Th共混制作叁元电池,发现双氯取代材料的比例对叁元电池的电子迁移率有明显的影响,其中当PTB7-Th:COi6-2Cl-γ:COi6-2Cl-δ=1:0.5:0.5时的器件的电子迁移率最高(μ_e=1.1×10~(-4) cm~2 V~(-1) S~(-1)),同时取得了该系列中的最高效率(PCE=9.33%)。研究表明在该体系中混合材料更容易形成合适的相分离尺度导致其器件的FF和电子迁移率更高。然而,端基中确定氯原子的位置对于这种含C-O桥的稠环体系影响甚微,这也说明混合异构体是一种不错的策略来提高相关体系的光伏性能。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
王芝香[2]（2019）在《有机小分子太阳能电池供体材料的理论研究》一文中研究指出有机太阳能电池材料具有来源广、成本低、柔韧性好、易加工和适合大面积生产等优点,被人们广泛研究。其中有机体异质结太阳能电池在近年来备受关注,因为体异质结型结构将供体和受体材料混合在一起,增大了它们的接触面积,易于激子解离,使器件的光电转换效率(PCE)有所提高。在体异质结太阳能电池中,人们往往采用富勒烯作为受体材料,以小分子(SMs)或聚合物为供体材料。目前,研究的以聚合物材料为供体的PCE已超过14%。相比于聚合物材料,小分子材料具有结构明确,易纯化,易修饰等优势,受到科研工作者的青睐,其器件效率目前已超过11%。通过进一步优化SM的结构,仍有很大的提升空间来提高PCE。因此需设计新的高效的SM以实现低成本商业化的目的。本论文以有机SMs为研究对象,采用量子化学理论和方法研究其结构与性质的关系。并详细的解释了结构修饰对光电性质的影响,因此,可以为实验上设计潜在的理想材料提供理论指导。本论文包括以下两部分内容:(1)我们研究了D-A-A型小分子供电子能力的调节对体异质结太阳能电池光电性质产生的影响。我们对基于二噻吩并吡咯(DTP)的D-A-A型小分子供体材料的并苯环系列和并噻吩系列进行对比研究。DTP中的胺基被共轭的吸电子单元取代,这种修饰有利于调节SM的供电子能力。为了更好地理解DTP结构修饰对材料光物理性质和光伏性能的影响,我们详细的分析了其几何结构,吸收光谱,能量损失,分子内电荷转移(ICT),激子解离和电荷复合速率以及空穴传输性质,以建立所研究的小分子的结构-性质间的关系。计算结果证明了小分子供体材料供电子能力的微调可以有效调节前线轨道能级,光吸收能力,分子内和分子间电荷转移性质,以及界面的激子解离和电荷复合速率。结果也证明了小分子供电子能力的调节可能是提高电池效率的有效方法。该研究可以为分子设计提供理论指导,为合成有效的小分子供体材料奠定基础。(2)我们研究了扩大末端茚二酮基团π-共轭对A-π-D-π-A型小分子性质的影响。我们通过扩大受体单元的π-共轭设计了一系列小分子,为了建立其结构-性质间的关系,应用了量子化学方法具体的分析了其几何结构、吸收光谱、前线轨道能级、能量损失、ICT、激子结合能、激子解离和电荷复合速率等性质参数。计算结果表明:扩大末端π-共轭可以提高分子的开路电压,同时也可以有效扩大光谱的吸收范围,提高ICT性质以及实现界面激子更有效的解离。采用Scharber模型来预测PCE,设计的小分子的效率在低估的情况下可以达到8%,这可能是一种潜在的高效材料。因此,扩大末端受体分子的π-共轭是一种有效的设计思路,该结果可以为实验上设计和合成理想的新材料提供一定借鉴。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
贺越[3]（2019）在《N，S-杂环有机小分子材料对钙钛矿太阳能电池性能的影响》一文中研究指出当今社会对能源需求与日俱增,传统的化石能源一方面面临着枯竭的危机,另一方面大量化石能源的使用必然会造成一定的环境污染,实现能源的高效利用与清洁化是人们对能源发展的基本要求。在众多新能源技术中,以太阳能电池为代表的光伏发电技术被认为是最有希望的代替化石能源的新能源技术之一。钙钛矿太阳能电池作为光伏发电技术的最新代表,与传统的硅基太阳能电池相比具有高效率、低成本的优势,并且在柔性可折迭、半透明器件领域具有广阔的应用前景。但是钙钛矿太阳电池面临着稳定性较差、钙钛矿薄膜制备难调控等问题。为了解决这些问题,本文使用含有N,S的杂环有机小分子材料作为掺杂剂,掺杂在钙钛矿活性层或电子传输层中,以提高钙钛矿活性层的结晶质量,钝化钙钛矿的晶界及界面缺陷,抑制电子传输层的聚集,改善其成膜性,提高载流子的传输和抽取,从而提高电池效率,同时改善电池的稳定性。本文围绕提高平面异质结钙钛矿太阳电池的效率及稳定性开展如下两方面的研究工作:(1)将含N元素的有机小分子哌嗪掺杂到PCBM中作为电子传输层引入钙钛矿太阳能电池中。结果表明哌嗪与PCBM之间的相互作用使PCBM薄膜表面粗糙度由2.09nm降至1.35nm,增加了在钙钛矿膜上的覆盖率,同时哌嗪的掺杂提高了电子传输层载流子迁移率和电荷的抽取能力,使电池的平均能量转化效率由14.10%提升至15.55%,同时其光稳定性也得到明显改善。(2)将含N、S杂原子的有机小分子吩噻嗪(PTZ)通过反溶剂清洗过程添加到钙钛矿薄膜中,使用SEM、XRD、紫外-可见吸收谱对钙钛矿薄膜表征说明吩噻嗪的掺入使钙钛矿薄膜的结晶性变好,同时使钙钛矿/PEDOT之间的空穴抽取和传输能进一步加强。通过对薄膜进行缺陷态分析,发现吩噻嗪掺杂后的薄膜有着更低的缺陷态密度,吩噻嗪的掺杂使电池平均能量转化效率由14.45%提高至15.50%,同时器件的环境稳定性也得到提升。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-05-01）
崔彬彬,杨宁,张德良,韩颖,陈棋[4]（2018）在《钙钛矿太阳能电池中缺陷的减少与有机小分子空穴传输材料的设计》一文中研究指出目前,提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)效率的主要方法包括改善钙钛矿吸光层的结晶、降低钙钛矿吸光层的缺陷密度、界面工程以及研发新的载流子传输层等。1.在降低钙钛矿吸光层缺陷密度方面,首次使用甲胺醇溶液对钙钛矿太阳能电池最常用的原料碘甲胺进行纯化。使用叁种不同的碘甲胺(乙醇纯化叁次,甲胺醇纯化一次和两次分别命名Reference、MAI-1和MAI-2)配制钙钛矿前驱体溶液。基于MAI-1或MAI-2的(本文来源于《2018第二届全国太阳能材料与太阳能电池学术研讨会摘要集》期刊2018-06-23）
孟娟,宋丹丹,徐征,赵谡玲,乔泊[5]（2018）在《一种叁苯胺类有机小分子空穴传输材料用于低温溶液法制备高效率的p-i-n结构钙钛矿太阳能电池》一文中研究指出钙钛矿太阳能电池在最近几年快速发展,效率从2009年的3.8%~([1])到目前的22.7%~([2])仅仅用了几年时间。在p-i-n结构钙钛矿太阳能电池中,PEDOT:PSS是使用较多的空穴传输材料,但是,PEDOT:PSS存在电导率不足等缺点~([3])。因此,我们选择了一种叁苯胺类有机小分子空穴传输材料NBNDD代替PEDOT:PSS,制备了基于ITO/HTL/MAPbI_3/PC61BM/Al结构的钙钛矿太阳能电池,和PEDOT:PSS相比,NBNDD表现出更好的导电性,并且可以在低温(100℃)条件下采用溶液法制备。生长在NBNDD上的钙钛矿膜层表现出更好的形貌和结晶,制备成器件后,电池的短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)均得到了改善,相比于基于PEDOT:PSS的器件,能量转换效率(PCE)实现了32%的提升。(本文来源于《第五届新型太阳能电池学术研讨会摘要集（钙钛矿太阳能电池篇）》期刊2018-05-26）
余盼盼[6]（2018）在《基于吡咯并吡咯二酮的有机小分子给体材料的设计制备及其在有机太阳能电池中的应用》一文中研究指出由于人口的增加和工业生产的迅速发展,仅开发石油、煤矿等传统能源已经无法满足需求,开发一种新的清洁型能源迫在眉睫。由于有机光伏电池具有质轻、生产成本低等优点成为科研人员研究的热点。本论文以炔键为π桥,设计了一系列基于吡咯并吡咯二酮类小分子给体,并探究了刚性端基苯并呋喃对材料的光学、热学、电化学、迁移率、表面形貌以及光伏性能的影响。1.首先,我们合成了以联噻吩为核,通过炔键和吡咯并吡咯二酮及其衍生物相连的小分子给体材料C_(12)BT(DTDPPA)_2和C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2。在薄膜状态下,C_(12)BT(DTDPPA)_2和C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2的吸收边分别为725 nm和775 nm,相对溶液状态,分别红移了75和85 nm。经120℃退火10 min后,C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2的吸收未发生明显的变化,然而C_(12)BT(DTDPPA)_2发生了明显的H-聚集向J-聚集的转变。在100℃下退火10min后,C_(12)BT(DTDPPA)_2和C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2的空穴迁移率分别为6.33×10~(-4)和6.78×10~(-4) cm~2 V~(-1) s~(-1)。经与PC_(61)BM共混后,C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2仍保持2.19×10~(-4) cm~2 V~(-1) s~(-1),而C_(12)BT(DTDPPA)_2下降至6.54×10~(-6) cm~2 V~(-1) s~(-1)。在传统的正装器件结构(ITO/PEDOT:PSS/BT(BFu-DTDPPA)_2:PC_(61)BM/Al)中,C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2在100℃退火10 min后,器件性能达到最优,能量转换效率为3.28%(V_(oc)≈0.78 V,J_(sc)≈6.2 mA cm~(-2)和FF≈68%)。值得注意的是,上述结果均未使用高沸点的添加剂和溶剂退火。C_(12)BT(DTDPPA)_2表现出较差的光伏性能(PCE=2.71%,V_(oc)≈0.86 V,J_(sc)≈2.71 mA cm~(-2)和FF≈44%)可能是因为较差的形貌。2.然后,我们通过烷基侧链改性,设计合成了两个小分子给体材料BT(DTDPPA)_2和BT(BFu-DTDPPA)_2。减短烷基链后,BT(DTDPPA)_2和BT(BFu-DTDPPA)_2相对C_(12)BT(DTDPPA)_2和C_(12)BT(BFu-DTDPPA)_2的紫外-可见光吸收及电化学性质并未发生太多改变。但是,烷基链缩短后,由于分子间的作用力增大,导致了BT(DTDPPA)_2和BT(BFu-DTDPPA)_2的空穴迁移率增大,从而得到了更高的短路电流。在传统正装器件中,BT(BFu-DTDPPA)_2表现出最佳的器件性能,PCE为4.6%(V_(oc)≈0.80 V,J_(sc)≈9.0 mA cm~(-2)和FF≈63%)。3.酯基具有弱吸电性,能够拉低分子的HOMO能级,从而获得更高的开路电压,因此,我们在BT(BFu-DTDPPA)_2的分子骨架上引入了酯基侧链,设计了分子COOBT(BFu-DTDPPA)_2。与BT(BFu-DTDPPA)_2相比,COOBT(BFu-DTDPPA)_2有着相同的吸收边为780 nm和类似的最大吸收峰为645 nm。但是COOBT(BFu-DTDPPA)_2的HOMO能级更低,为-5.24 eV,因此,COOBT(BFu-DTDPPA)_2获得了更高的开路电压,为0.83 V。但是,由于COOBT(BFu-DTDPPA)_2的混合薄膜迁移率为1.54×10~(-5) cm~2V~(-1) s~(-1),只有BT(BFu-DTDPPA)_2迁移率的1/2,导致了较小的短路电流,从而能量转换效率较低。最终,与PC_(61)BM制备成传统正装器件(ITO/PEDOT:PSS/Active layer/Al)后,获得了2.9%的能量转换效率,开路电压为0.83 V,填充因子为59%,短路电流为5.84 mA cm~(-2)。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-04-24）
方超[7]（2018）在《两种可溶液加工的低聚噻吩线型有机小分子太阳能电池》一文中研究指出有机小分子太阳能电池因为有着轻便灵活、工艺简单、材料多样和可大规模生产等特点在最近十年受到广泛关注。但是,有机光伏材料的相关技术还不成熟,能量转换效率相对于无机太阳能电池来说还有待进一步的提升。本文以给/受体能级匹配为路线,辅之以给体材料结构的调整,设计并合成了两种A-D-A结构的小分子给体材料D9TD和D8TTD。通过密度泛函理论计算、热性能分析、紫外可见光谱以及循环伏安测试等方法对目标材料的各方面性能进行了分析。同时,以这两种材料作给体,IC_(70)BA为受体,制备了有机光伏器件,并对器件进行了表征和分析。测试结果表明:本文对低聚噻吩类小分子给体材料烷基链数量和位置所作出的改变对材料的热稳定性、电化学和光学性能影响不大,这种改变主要影响材料的溶解性。其中,D8TTD因为烷基链过少导致溶解性过低,使得给、受体接触面积过小而无法形成有效的光电流,以其为给体所制作的器件能量转换效率在0.5%以下。而D9TD较多的烷基链为其提供了良好的溶解性,在与LUMO能级较高的受体材料IC_(70)BA共混后制作成器件,进行退火操作后,开路电压达到了0.97V,最高能量转换效率突破9%,达到了9.25%。(本文来源于《安徽工业大学》期刊2018-04-20）
王敏[8]（2018）在《基于有机小分子的二元及叁元太阳能电池的表征与优化》一文中研究指出能源危机和环境危机是21世纪人类面临的两大挑战。众所周知,传统化石能源不仅储量有限而且消耗时会产生大量的污染物,所以人类社会长期使用化石能源既导致了可利用能源的缺乏,也加重了地球上的环境污染。在这种情况下,太阳能由于其绿色清洁无污染,取之不尽、用之不竭的特点,具备了替代化石能源的条件,受到了全人类的密切关注。有机太阳能电池(organic solar cells)由于具有成本低、易加工、质量轻、可卷曲等自身的实用性特点和加工优势,得到了全世界的关注,而且在相关领域科研工作者的共同努力下,有机太阳能电池发展迅速。与传统太阳能电池器件相比,有机太阳能电池的溶液加工法使其制备工艺大大简化,在未来会具有非常广阔的应用前景。虽然如此,但是有机太阳能电池到目前为止离商业应用的标准还有一定的差距,因此还需要对其各个方面进行更加深入的研究。本文对基于有机小分子作为电子给体的太阳能电池器件进行了研究。在分析了有机小分子太阳能电池的研究状况后,实验室成功设计合成出了两种有机小分子电子给体材料BDT-OEH和DTBDT-T,并对材料的各种相关特性做了测试研究。利用这两种材料分别制备了二元有机太阳能电池器件,对有机小分子作为活性层给体材料的电池器件性能和影响其性能的关键因素做了相关研究,优化了器件制备过程中的条件,同时制备出了光电转换效率有意义的有机太阳能电池器件。然后,在经典常规体系P3HT:PC_(61)BM中掺入了不同浓度的有机小分子BDT-OEH,制备了叁元有机太阳能电池器件,用来研究有机小分子BDT-OEH在叁元体系中作为一个补充电子给体材料对有机太阳能电池性能的影响。相比于基础的P3HT:PC_(61)BM二元有机太阳能电池器件,掺杂BDT-OEH的质量比为10%时的叁元共混有机太阳能电池器件的短路电流增加到了9.82 mA/cm~2,填充因子增加到了64.88%。因此,叁元有机太阳能电池器件的能量转换效率提升了18.65%,达到了3.88%。最后,以同样的方式制备了基于有机小分子DTBDT-T的叁元有机太阳能电池器件,研究了DTBDT-T作为补充电子给体材料对有机太阳能电池性能的影响。结果发现掺杂了5%DTBDT-T的叁元共混有机太阳能电池器件的性能最佳,短路电流为9.93 mA/cm~2,填充因子为60.17%,有机太阳能电池的能量转换效率最终达到了3.59%。经过数据分析和测试论证,推断性能的提升主要是由于掺杂了适当浓度的有机小分子作为补充电子给体材料后,不同材料之间对入射太阳光互补的吸收拓宽了叁元有机太阳能电池器件的吸收光谱,因而增加了光子的捕获和激子的产生,而且叁元有机太阳能电池器件的瀑布式阶梯能级结构有利于给受体界面处激子的解离和载流子的转移,也促进了活性层中自由电荷载流子的传输。同时,适当掺杂浓度的叁元有机太阳能电池器件拥有更高的激子解离率和更加平整光滑的活性层表面形貌,这也有助于电池器件性能的提升。(本文来源于《兰州交通大学》期刊2018-04-16）
程飞跃,李艳芹,殷伦祥[9]（2017）在《基于卟啉的有机小分子太阳能电池给体材料的设计与合成》一文中研究指出近年来卟啉类有机小分子太阳能电池给体材料因具有较窄的带隙成为了有机太阳能电池的研究热点,而且已报道的卟啉类有机太阳能电池材料表现出优异的光电性能[1,2]。吡略并吡略二酮(DPP)类材料因具有强的荧光特性、稳定的光化学性质和强的光吸收能力,目前已被广泛应用于有机光电领域[3]。通过在DPP末端引入吸电子基团改变材料的能带结构及其电荷传输性能,可以有效提高电池的光电转化效率[4]。因此我们通过Sonogashira偶联反应使以乙炔基作为TT桥键的锌卟啉与氟原子作为吸电子基团修饰过的DPP进行双偶联,获得了基于卟啉的有机小分子太阳能电池给体材料,并对其电化学性质及光谱性能进行了初步探究。研究表明,所得到的基于卟啉的有机小分子能级与常见的受体材料PCBM能级匹配,因而可以作为有机太阳能电池给体材料。(本文来源于《中国化学会第八届全国配位化学会议论文集-论文》期刊2017-07-19）
秦大山,陈立,赵伟,曹欢,史志化[10]（2017）在《n-型有机小分子在有机太阳能电池中的应用》一文中研究指出近年来有机太阳能电池得到了广泛的研究,发展迅速,其能量转换效率已经超过12%[1,2]。若想在不久的将来实现有机太阳能电池的产业化,拓宽有机太阳能电池的材料范围是十分必要的。有机发光二级管中经常使用的n-型有机小分子有Bphen、BCP、TPBI等。这些材料传输电子的性能优异、质优价廉、能够和Al、Ag等金属阴极形成欧姆接触,而且能级与富勒烯和非富勒烯受体相匹配,因此,将这些材料和有机太阳能电池结合起来,将有助于有机太阳能电池的进一步发展。本课题组初步开展了以下叁个方面的研究:1、制备了P3HT:PC_(61)BM:BCP叁组分光活性层,发现这种薄膜只能用于反向结构中,说明BCP作为第叁组分能够改变光活性层的底部极性[3];2、制备了P3HT:PC_(61)BM:PMMA叁组分光活性层,发现正向结构ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC_(61)BM:PMMA/BCP/Al的性能优于器件ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC_(61)BM/BCP/Al,说明BCP能够作为阴极修饰层提高器件性能[4];3、制备了PTB7:PC_(71)BM:Bphen叁组分光活性层,发现这种薄膜只能用于反向结构中,并且具有负极修饰功能[5]。我们的研究表明,有机发光二级管中的n-型有机小分子能够对有机太阳能电池的发展起到促进作用。(本文来源于《第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集》期刊2017-05-27）
有机小分子太阳能电池论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
有机太阳能电池材料具有来源广、成本低、柔韧性好、易加工和适合大面积生产等优点,被人们广泛研究。其中有机体异质结太阳能电池在近年来备受关注,因为体异质结型结构将供体和受体材料混合在一起,增大了它们的接触面积,易于激子解离,使器件的光电转换效率(PCE)有所提高。在体异质结太阳能电池中,人们往往采用富勒烯作为受体材料,以小分子(SMs)或聚合物为供体材料。目前,研究的以聚合物材料为供体的PCE已超过14%。相比于聚合物材料,小分子材料具有结构明确,易纯化,易修饰等优势,受到科研工作者的青睐,其器件效率目前已超过11%。通过进一步优化SM的结构,仍有很大的提升空间来提高PCE。因此需设计新的高效的SM以实现低成本商业化的目的。本论文以有机SMs为研究对象,采用量子化学理论和方法研究其结构与性质的关系。并详细的解释了结构修饰对光电性质的影响,因此,可以为实验上设计潜在的理想材料提供理论指导。本论文包括以下两部分内容:(1)我们研究了D-A-A型小分子供电子能力的调节对体异质结太阳能电池光电性质产生的影响。我们对基于二噻吩并吡咯(DTP)的D-A-A型小分子供体材料的并苯环系列和并噻吩系列进行对比研究。DTP中的胺基被共轭的吸电子单元取代,这种修饰有利于调节SM的供电子能力。为了更好地理解DTP结构修饰对材料光物理性质和光伏性能的影响,我们详细的分析了其几何结构,吸收光谱,能量损失,分子内电荷转移(ICT),激子解离和电荷复合速率以及空穴传输性质,以建立所研究的小分子的结构-性质间的关系。计算结果证明了小分子供体材料供电子能力的微调可以有效调节前线轨道能级,光吸收能力,分子内和分子间电荷转移性质,以及界面的激子解离和电荷复合速率。结果也证明了小分子供电子能力的调节可能是提高电池效率的有效方法。该研究可以为分子设计提供理论指导,为合成有效的小分子供体材料奠定基础。(2)我们研究了扩大末端茚二酮基团π-共轭对A-π-D-π-A型小分子性质的影响。我们通过扩大受体单元的π-共轭设计了一系列小分子,为了建立其结构-性质间的关系,应用了量子化学方法具体的分析了其几何结构、吸收光谱、前线轨道能级、能量损失、ICT、激子结合能、激子解离和电荷复合速率等性质参数。计算结果表明:扩大末端π-共轭可以提高分子的开路电压,同时也可以有效扩大光谱的吸收范围,提高ICT性质以及实现界面激子更有效的解离。采用Scharber模型来预测PCE,设计的小分子的效率在低估的情况下可以达到8%,这可能是一种潜在的高效材料。因此,扩大末端受体分子的π-共轭是一种有效的设计思路,该结果可以为实验上设计和合成理想的新材料提供一定借鉴。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
有机小分子太阳能电池论文参考文献
[1].刘涛.氯取代有机小分子太阳能电池受体材料设计合成及其光伏性能的探究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].王芝香.有机小分子太阳能电池供体材料的理论研究[D].吉林大学.2019
[3].贺越.N，S-杂环有机小分子材料对钙钛矿太阳能电池性能的影响[D].太原理工大学.2019
[4].崔彬彬,杨宁,张德良,韩颖,陈棋.钙钛矿太阳能电池中缺陷的减少与有机小分子空穴传输材料的设计[C].2018第二届全国太阳能材料与太阳能电池学术研讨会摘要集.2018
[5].孟娟,宋丹丹,徐征,赵谡玲,乔泊.一种叁苯胺类有机小分子空穴传输材料用于低温溶液法制备高效率的p-i-n结构钙钛矿太阳能电池[C].第五届新型太阳能电池学术研讨会摘要集（钙钛矿太阳能电池篇）.2018
[6].余盼盼.基于吡咯并吡咯二酮的有机小分子给体材料的设计制备及其在有机太阳能电池中的应用[D].华南理工大学.2018
[7].方超.两种可溶液加工的低聚噻吩线型有机小分子太阳能电池[D].安徽工业大学.2018
[8].王敏.基于有机小分子的二元及叁元太阳能电池的表征与优化[D].兰州交通大学.2018
[9].程飞跃,李艳芹,殷伦祥.基于卟啉的有机小分子太阳能电池给体材料的设计与合成[C].中国化学会第八届全国配位化学会议论文集-论文.2017
[10].秦大山,陈立,赵伟,曹欢,史志化.n-型有机小分子在有机太阳能电池中的应用[C].第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集.2017