1. 毕业设计（论文）主要内容：
由于具有低成本、轻质、柔性和环保等潜在优势，有机太阳能电池引起研究人员极大关注。有机太阳能电池将电子给体和受体混合在一起，在光激发下，形成强束缚Frenkel激子，再通过给受界面激子解离形成自由空穴和电子，进而通过给受体材料输运到对应电荷接收电极上，从而完成光电转换和电荷收集过程。迄今，富勒烯C60和C70以及它们的衍生物是有机太阳能电池中光伏性能最优的电子受体，而为了获得高的光电转换效率，许多研究工作围绕优化给体材料的电子结构（能级和带隙）来进行。给体材料在分子结构形态上，又存在聚合物和小分子两种。聚合物给体材料虽然具有目前更高的光电转换效率（~12%），但由于其结构上存在多样性以及不同批次合成产物质量不易控制等缺点，而有机小分子给体则分子结构明确，易于合成和纯化，且通常具有较低的HOMO能级，能够在对应电池器件中获得高的开路电压（VOC）等优点，对其研究兴趣也开始日益增长。真空沉积的小分子有机太阳能电池发展非常快，PCE高达12％。另一方面，通过溶液加工构建的电池器件，则可以提高工艺效率并大大降低制造成本。在过去几年中，已经将溶液加工构建的有机太阳能电池能量转换效率PCE从低于2％（2008年之前）提高到目前的９％左右，溶液加工的小分子有机太阳能电池也成为一个快速发展的研究领域。然而，开发高性能光伏小分子，以满足单结和串联有机太阳能电池构建需求，获得具有大于10％的能量转换效率，仍然是一个挑战。
有机太阳能电池电子给体材料的设计，应充分考虑其电子结构、聚集态结构与电池器件物理参数（闭路电流Jsc、开路电压和填充因子FF）间的高度关联性，因为，即使具有合适电子结构，如果聚集态结构糟糕，材料通常表现出较差的器件性能。理想情况下，用于高效有机太阳能电池的电子给体，至少应当具有如下几个特征：1.具有足够溶解度以保证溶液加工性；2. 与电子受体材料匹配的能级结构，实现高效光致电荷转移；3.低HOMO能级已获得高Voc, 窄带隙（Eg）以获得高Jsc的，4.高空穴迁移率和薄膜中优化分子堆叠结构以实现有效电荷传输和高FF。
到目前为止，大多数聚合物和小分子电子给体具有线性共轭结构，即共轭单员通过sp2杂化的碳原子间联接。众所周知，延伸共轭是调节共轭聚合物HOMO能级、加强和拓宽吸收的一种有效方式。同时，拓展的π共轭结构，有利于增强分子π-π相互作用，在固态下使材料易于形成有序聚集态结构。芴稠噻吩并噻吩结构，通过七元芳环稠结，具有扩展的π共轭体系，且同时尽在分子中心引入一个sp3杂化、连接两个烷基链的碳原子，既可以有效保证溶解性，又可以保持大的π共轭，在对材料的电子结构和聚集态结构方面将会体现出新的特点。本研究将以芴稠噻吩并噻吩结构为基本单元，通过和具有缺电子性质的受体单元苯并噻二唑或二吡咯烷酮以A-D-A结构连接，制备有机小分子电子给体，并开展其光电物理性质研究。
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
1. 查阅不少于15篇相关文献资料，其中近3年英文文献不少于10篇，了解光伏应用小分子给体材料研究现状，完成开题报告。
2. 独立制定详细的研究方案，在老师指导下独立完成实验研究工作，完成目标电子给体的制备。
3. 了解材料结构和性质表征的主要方法和手段，对获得的小分子电子给体基本性质进行表征。
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
第1—2周：查阅相关文献资料，翻译英文文献；整理资料，在任务书的基础上，设计研究方案，确定切实可行的实验技术路线，了解相关的结构和性能测试方法；撰写开题报告。
第3—12周：完成芴稠噻吩并噻吩小分子给体的制备和性质表征。
第13-14周：整理分析实验研究结果，撰写毕业论文。
4. 主要参考文献
1. Qian Zhang, Bin Kan, Feng Liu, et al. Small-molecule solar cells with efficiency over 9%,Science, 2014, Nature Photonics, 2015, 9,35–41.
2. Yongsheng Liu,Chun-Chao Chen,Ziruo Hong,et al. Solution- processed small-molecule solar cells: breaking the 10% power conversion efficiency, Scientific Reports,2013,3, 3356.
3.Christoph J. Brabec, Antonio Cravino, Dieter Meissner, N. Serdar Sariciftci, Thomas Fromherz,Minze T. Rispens, Luis Sanchez, and Jan C. Hummelen, Origin of the Open Circuit Voltage of Plastic Solar Cells, Advanced Functional Materials, 2001, 11(5), 374-380.
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