1. 毕业设计(论文)主要内容:
聚合物太阳能电池具有质量轻、柔性可卷曲、可大面积生产、材料种类繁多以及生产工艺成本低等显著特点,近十年来发展成为竞争激烈的热门研究领域。目前,通过给-受交替共聚得到的共轭聚合物基太阳能电池器件光电转化效率已达到11%上下,逐步接近可商业化门槛。这些高性能聚合物给体材料,由于对应器件量子转换效率已接近极致,获得更高光电转换性能的空间有限,因而,开发新型高效聚合物给体材料依然是非常重要的一个方向。
聚合物给体材料的电子结构、聚集态结构以及对应电池器件体异质结薄膜微结构与聚合物太阳能电池光电转换性能紧密相关。聚合物材料的分子结构,从根本上决定了其电子结构和聚集态结构。聚合物电子给体通常由共轭骨架结构、共轭骨架上引入改善溶解性能的取代支链构成。而取代支链在共轭骨架上不同位置取代形成异构,会对对应材料聚集态结构形成影响,并进而影响到其光伏性能。聚合物光伏性能的优化,往往涉及对取代支链结构的优化,而对取代位置对光伏性能影响缺乏深入研究。课题组主要从事新型给受型交替共聚物光伏材料的设计、制备和性能探讨研究工作,前期获得了具有较高能量转换效率的苯并二环戊二烯并二硒吩-二噻吩苯并噻二唑给受型共聚物材料。毕业设计的主要工作,将基于上述共轭骨架材料,开展二噻吩苯并噻二唑受体单元结构中取代烷基支链的位置异构对对应聚合物光伏性能影响研究,获得该类材料受体单元烷基取代最佳位置,为以该受体为基础的高性能聚合物材料的设计提供知识基础。
本毕业设计主要内容包含: 1、了解聚合物电子给体材料在聚合物太阳能电池器件中的功能,了解设计聚合物电子给体材料的基本方法。 2、在实验室现有研究基础上,制备具有不同位置烷基链取代异构的苯并二环戊二烯并二硒吩-二噻吩苯并噻二唑给受型共聚物材料。3、探讨支链位置异构对聚合物给体光电转换性能影响研究。
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,了解光伏应用聚合物电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,完成聚合物制备和其性质性能表征。
3. 了解材料结构表征的主要方法和手段以及聚合物太阳能电池器件性能测试和分析方法。
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—4周:完成具有不同位置烷基链取代异构的苯并二环戊二烯并二硒吩-二噻吩苯并噻二唑给受型共聚物材料的制备和表征。
第5—12周:构建聚合物太阳能电池器件,完成对电池性能的测评;探讨支链位置异构对聚合物给体光电转换性能影响规律。
4. 主要参考文献
1. Yuhang Liu, Jingbo Zhao, Zhengke Li, Cheng Mu, Wei Ma, Huawei Hu, Kui Jiang, Haoran Lin,Harald Ade He Yan, Nature Communications,2014,5,5293.
2.Luyao Lu and Luping Yu, Advanced Materials, 2014, 26 (26), 4413-4430.
3. Letian Dou, Jingbi You, Ziruo Hong, Zheng Xu, Gang Li, Robert A. Street, and Yang Yang, Advanced Materials, 2013, 25, 6642–6671.
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