液晶性嵌段共聚物/ZnO杂化太阳能电池制备及其性能

液晶性嵌段共聚物/ZnO杂化太阳能电池制备及其性能(含任务书,开题报告,外文翻译,毕业论文9500字,答辩PPT)
摘要
    为了有效研究杂化太阳能电池的制备及其性能，本文设计了一个方案：合成侧链带氰基联苯液晶基元的嵌段聚合物（液晶性嵌段共聚物），并将其与用氰基联苯酚液晶小分子配体修饰的ZnO无机纳米晶共混组装成杂化体相异质结太阳能电池的活性层。在这个太阳能电池中嵌段聚合物P3HT-b-PTcbp作为电子给体，ZnO无机纳米晶或者通过液晶小分子配体对ZnO进行表面改性过的无机纳米晶作为电子受体，由于小分子配体氰基联苯酚液晶小分子与嵌段聚合物P3HT-b-PTcbp的侧链液晶氰基联苯的结构相似性，以及嵌段聚合物本身的结晶性和自组装性，将能形成在聚合物基质上形成ZnO纳米晶的有效分散和组装形成给/受体更好的互穿网络结构，实现有机/无机材料界面有效接触，提高电荷分离效率，降低电子空穴再结合率，从而提高设备短路电流和填充因子，最终实现器件性能优化。
关键词：杂化太阳能电池；液晶性嵌段共聚物；液晶小分子；ZnO无机纳米晶
 
The fabrication and performance of liquid crystalline block copolymer/ZnO in hybrid solar cells
Abstract
  In order to study the preparation and performance of hybrid solar cells, this paper designs a scheme：Synthesis of liquid crystalline block copolymer containing side chain cyanobiphenyl mesogens and blend it with ZnO inorganic nanocrystals modified with cyano phenol crystal small molecule ligand to form the active layer in hybrid bulk heterojunction solar cells. Block copolymer P3HT-b-PTcbp as electron donor and ZnO inorganic nanocrystals with or without modification by the liquid crystal molecules ligand as electron acceptor fabricate the active layer. Due to the structural similarity of liquid crystal molecules and cyanobiphenyl side chain liquid crystalline of P3HT-b-Pcbp block copolymers, and crystallization and self-assembly of block polymer, it will result in well-dispersion of ZnO crystals in polymer matrix and better D/A interpenetrating network structure. Furthermore, it will contribute to realize the effectively contact of organic/inorganic material interface, improve the efficiency of charge separation, reduce the recombination rate of electron-hole, improve the short-circuit current and fill factor of hybrid device, and finally realize the device performance optimization.
Key words：Hybrid solar cells; Liquid crystalline block copolymer; liquid crystalline molecules, ZnO nancrystals

研究内容及目标
    合成侧链带氰基联苯液晶基元的嵌段聚合物，并将其与用氰基联苯酚液晶小分子配体修饰的ZnO无机纳米晶共混组装成杂化体相异质结太阳能电池，在该杂化体系中，嵌段聚合物P3HT-b-PTcbp作为电子给体，ZnO无机纳米晶作为电子受体，由于嵌段聚合物本身的自组装性，氰基联苯液晶基元的液晶相驱动作用以及嵌段聚合物侧链氰基联苯与ZnO表面氰基联苯酚表面配体的结构相似性，该杂化体相将能自组装成微观结构高度有序的形貌。研究该体系给/受体界面的形貌，ZnO无机纳米晶的分散性，以及组装成的杂化太阳能电池器件的性能。

 目 录

摘要    I
Abstract    II
1引言    1
1.1前言    1
1.2杂化太阳能电池的工作原理及其发展历程    2
1.2.1杂化太阳能电池的工作原理    2
1.2.2杂化太阳能电池的发展历程    3
1.3研究内容及目标    4
2实验方法    6
2.1实验材料    6
2.2合成3 -（10 -溴葵烷）噻吩    6
2.3 合成2,5—二溴-3-(10-溴葵烷) 噻吩    6
2.4合成聚（3 -己基噻吩）(P3HT)    7
2.5合成聚 (3 -己基噻吩) -嵌段—聚 (3 -(10 溴葵烷) 噻吩) 嵌段共聚物    7
2.6合成侧链含液晶（氰基—联苯）的聚噻吩-b-聚{3 - [10 -（4'-氰基联苯氧基）癸基]噻吩    7
2.7 ZnO纳米粒子的合成    8
2.8 P3HT-b-PTcbp: ZnO晶体的共混物    8
2.9 将CBP配在ZnO纳米粒子上对ZnO纳米粒子改性    8
3结果与讨论    10
3.1核磁共振图谱分析    10
3.2紫外—可见光谱    11
3.3不同条件下的紫外—可见光谱和荧光光谱    13
3.4伏安特性曲线    15
3.5电流电压特性参数    16
4.结论    17
参考文献    18
致  谢    20