以硒吩为主链的窄带隙聚合物太阳电池材料的合成及光伏性能研究

目前，在聚合物太阳电池研究中，基于3-己基噻吩聚合物为电子给体的电池性能最为突出，已经实现了5%的能量转化效率。最近的研究表明，规整硒吩聚合物具备比噻吩聚合物更窄的带隙，类似的迁移率，聚硒吩将有可能成为较聚噻吩更加优异的太阳电池给体材料。因此我们申请研究硒吩聚合物性质对其太阳电池性能的影响，进而提高硒吩聚合物太阳电池性能。我们将对均聚硒吩的合成工艺、取代基类型等进行优化，得到具备较高规整性、良好分子量、高纯度、易结晶，具备较好的室温溶液加工性的硒吩均聚物。同时合成以窄带隙单体为共聚单体的硒吩交替共聚物，聚硒吩窄带隙共聚物较噻吩共聚物，将能进一步降低聚合物带隙，实现1000nm光谱响应，同时具备较好的载流子迁移率，另外，通过选用不同的窄带隙单元（NBG）调节聚合物的能级，得到与通用电子受体PCBM能级匹配的硒吩共聚物，以期开发达到实用要求的聚合物太阳电池给体材料。

有机聚合物半导体材料合成及其在聚合物发光二极管和太阳电池器件当中的应用研究,是目前关于共轭聚合物材料研究中的热点方向，本课题经过三年研究：合成了一系列以硒吩为给体或者同系物为给体的窄带隙分子共聚的半导体聚合物,应用于太阳电池器件和发光器件;合成了一系列以硒吩为给体或者同系物为给体的窄带隙小分子半导体材料, 并应用于聚合掺杂发光二极管;并开展了部分芴基电化学池材料合成及其性能研究工作.据我们所知,我们合成的硒吩窄带隙半导体材料在近红外发光器件中,是目前关于硒吩发光器件中发光波长最长的器件,另外我们还首次合成了一类单分子的白光电化学池聚合物材料,该聚合物材料实现单分子白光电化学池发光无需加入PEO类离子导体.