平面型给-受体共轭聚合物的合成及在体异质结聚合物太阳能电池中的应用

doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.04.032

高等学校化学学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (04): 828.doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.04.032

平面型给-受体共轭聚合物的合成及在体异质结聚合物太阳能电池中的应用

秦瑞平¹, 宋桂林¹, 蒋玉荣¹, 薄志山²

1. 河南师范大学物理与信息工程学院, 河南省光伏材料重点实验室, 新乡 453007;
2. 北京师范大学化学学院, 高分子化学与物理研究所, 北京 100875

收稿日期:2011-06-15 出版日期:2012-04-10 发布日期:2012-04-10
作者简介:秦瑞平, 男, 博士, 副教授, 主要从事聚合物柔性太阳能电池研究. E-mail: qinruiping@163.com;薄志山, 男, 博士, 教授, 主要从事共轭聚合物的合成、聚合物发光材料和聚合物太阳能电池材料研究. E-mail: zsbo@bnu.edu.cn
基金资助:
河南师范大学博士科研启动基金(批准号: 051-2010)资助.

Planar Donor-acceptor Copolymers for Bulk Heterojunction Solar Cells

QIN Rui-Ping¹, SONG Gui-Lin¹, JIANG Yu-Rong¹, BO Zhi-Shan²

1. College of Physics & Information Engineering, Key Laboratory of Photovoltaic Materials of Henan Province, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China;
2. Institute of Polymer Chemistry & Physics, College of Chemistry, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

Received:2011-06-15 Online:2012-04-10 Published:2012-04-10
Supported by:
河南师范大学博士科研启动基金(批准号: 051-2010)资助.

摘要/Abstract

摘要： 设计合成了主链为聚2,8-{5,11-二烷基吲哚[3,2-b]咔唑}-4,7[2,5-噻吩]-二-5,6-二烷氧基-2,1,3-苯并噻二唑, 具有不同侧链的2种平面型给-受体共轭聚合物(QP-2和QP-3), 研究了其热学、光物理和光伏性质. 用聚合物-PC₇₁BM([6,6]-苯基C₇₁丁酸甲酯)共混物作为活性层构筑了本体异质结聚合物太阳能电池. 其中以QP-3为给体、以PC₇₁BM为受体的光伏电池能量转换效率最高达到2.59%, 开路电压为0.72 V, 短路电流为9.24 mA/cm², 填充因子为0.38. XRD结果表明, 平面型共轭聚合物具有较好的结晶性, 原子力显微镜(AFM)显示平面型共轭聚合物易于发生微观相分离.

关键词: 平面型共轭聚合物, 异质结太阳能电池, 光伏特性

Abstract: Two planar conjugated copolymers poly2,8-{5,11-diisooctylindolo[3,2-b]carbazole}-4,7-di[2,5-thiophene]-5,6-dioctyloxy-2,1,3-benzothiadiazole(QP-2) and poly2,8-{5,11-dioctylindolocarbazole}-4,7-di[2,5-thiophene]-5,6-dioctyloxy-2,1,3-benzothiadiazole(QP-3) with main chain donor-acceptor alternating structures were synthesized and their photophysical and photovoltaic properties were investigated. Photovoltaic cells based on polymer QP-3 gave a power conversion efficiency(PCE) of 2.59%, an open circuit voltage(V_OC) of 0.72 V, a short circuit current density(J_SC) of 9.24 mA/cm², and a fill factor(FF) of 0.38. The results show that the polymer without branched alkyl side group performs better and they have better crystallinity in solid film.

Key words: Planar conjugated polymer, Bulk-heterojunction solar cell, Photovoltaic property

中图分类号:

O633.5

TrendMD:

秦瑞平, 宋桂林, 蒋玉荣, 薄志山. 平面型给-受体共轭聚合物的合成及在体异质结聚合物太阳能电池中的应用. 高等学校化学学报, 2012, 33(04): 828.

QIN Rui-Ping, SONG Gui-Lin, JIANG Yu-Rong, BO Zhi-Shan. Planar Donor-acceptor Copolymers for Bulk Heterojunction Solar Cells. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(04): 828.

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Planar Donor-acceptor Copolymers for Bulk Heterojunction Solar Cells

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