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摘要:本论文主要是设计合成了一系列共轭聚合物和有机小分子,并且分别以它们为活性层材料,制备了有机太阳能电池,并对其结构与性能之间的关系进行了表征,具体内容包括:(1)通过Stille或Suzuki偶联反应第一次合成了一系列基于5,6-二(十二烷氧基)-2,1,3-苯并硒二唑的共轭聚合物(PBDT-DTBSe, PC-DTBSe和PF-DTBSe),合成的共聚物在常用的有机溶剂,例如:氯仿,四氢呋喃和氯苯中都显示出了很好的溶解性能和成膜性能。用GPC来测量了它们的分子量,且用TGA研究了其热稳定性能。所有的共聚物都具有宽的吸收范围(350~700nn1),初步的结果显示,结构为ITO/PEDOT:PSS/PC-DTBSe:PC61BM (1:2, w/w)/Ca/Al的器件表现出最好的光伏性能,在AM1.5G,100mW/cm2光照下,其中PCE为1.35%,Voc为0.87V, Jsc为3.84m A/cm2,FF为40.4%。(2)分别以苯并二噻吩(BDT)和苯并二呋喃(BDF)作为电子给体,4,7-二噻吩-5,6-二二(正辛氧基)-2,1,3-苯并硒二唑(DTBSe)作为电子受体单元,通过Stille偶联反应合成了两个新的共聚物PBDTDTBSe和PBDFDTBSe。两个共聚物在常用的溶剂中都显示出了很好的溶解性能和成膜性能,具有宽的吸收范围(350~700nm),窄的带隙(约1.60eV),和高的空穴迁移率(1.22×10-2cm2/(V.s))。基于PBDFDTBSe和PC71BM(1:1,w/w)的器件显示出了最好的光伏性能,在AM1.5G,100mW/cm2光照下,其中PCE为3.28%,Voc为0.71V,Jsc为10.37mA/cm2,FF为44.6%。(3)设计和合成了一个以三苯胺(TPA)为电子给体,4,7-二噻吩-5,6-二(正辛氧基)-2,1,3-苯并硒二唑(DTBSe)为电子受体的基于TPA的星型小分子(M1),对其结构和性能之间的关系进行了深入的研究,其在常用的有机溶剂中显示出了很好的溶解性能,宽的吸收(300~700nm),和窄的光学带隙(1.98eV)。同时,我们测量了在AM1.5G,100mW/cm2光照下,基于M1和PC61BM或PC71BM的光伏器件在不同质量比下的性能,其中,基于M1和PC71BM(1:2,w/w)的器件展现出了最好的性能,PCE为1.54%,Voc为0.91V,Jsc为4.54mA/cm2,FF为37.2%。