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研究生: 林祖薇
Tzu-Wei Lin
論文名稱: 用在有機光伏電池含D-π-A結構之低能隙共軛高分子其合成及鑑定
Synthesis and Characterization of Low Band-Gap π-Conjugated Polymers Containing D-π-A Structure for Organic Photovoltaics
指導教授: 陳錦地
Chin-Ti Chen
口試委員: 林建村
Jiann-T'suen Lin
戴龑
Yian Tai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 234
中文關鍵詞: 有機光伏電池
外文關鍵詞: Organic Photovoltaics
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本篇研究藉由導入具立體規則性的3,4',4'',4'''-四己基-2,2':5',2'':5'',2'''-四噻吩 (H4T)作為電子予體,希望能增加共軛高分子的排列性,並與不同的電子受體︰咯併咯二酮衍生物 (DPP)、苯并噻二唑 (BT)、苯并硒二唑 (BS)、2,2’-二噻吩-3,3’-二醯亞胺 (BTDI)進行聚合。


In this work, we have synthesized thirteen different π-conjugated donor-acceptor (D-A) copolymers (C6C10DPP-H4, C4C8DPP-H4T, C2C6DPP-H4T, C16DPP-H4T, C12DPP-H4T, C8DPP-H4T, BT-H4T, BT2F-H4T, BT2CN-H4T, BS-H4T, BS2F-H4T, BS2CN-H4T and BTDI-H4T) bearing regioregular 3,4',4'',4'''-tetrahexyl-2,2':5',2'':5'',2'''-quaterthiophene (H4T) as the electron donor with various electron acceptors via Stillie coupling reaction.

目錄 致謝 i 中文摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 x 第一章 緒論 - 1 - 1.1 前言 - 1 - 1.2 太陽能電池演進 - 2 - 1.2.1 太陽能電池定義 - 2 - 1.2.2 有機與無機太陽能電池 - 2 - 1.2.3 有機太陽能電池的演進 - 3 - 1.3 高分子太陽能電池工作原理 - 6 - 1.4 高分子太陽能電池結構演進 - 11 - 1.5 太陽光模擬 - 15 - 1.5.1 太陽光頻譜 - 15 - 1.5.2 空氣質量 (AM) 定義 - 16 - 1.6 基本特性與參數 - 17 - 1.7 具立體選擇性的(3-烷基噻吩) - 19 - 1.7.1 聚(3-烷基噻吩)簡介 - 19 - 1.7.2 聚(3-烷基噻吩)的合成 - 20 - 1.7.3 聚(3-烷基噻吩)的結構 - 20 - 1.7.4 聚(3-烷基噻吩)的導電機制 - 22 - 1.7.5 聚(3-烷基噻吩)的立體規則性(regioregularity) - 23 - 1.7.6 影響效率因素 - 24 - 1.8 高分子能隙的調整 - 26 - 1.8.1 由能隙值預測光電轉換效率 - 26 - 1.8.2 藉結構調控高分子能隙 - 30 - 1.8.3 低能隙共軛高分子 - 30 - 1.8.4 常見的低能隙共軛高分子使用的電子受體 - 32 - 1.8.4.1 咯併咯二酮衍生物 (Diketopyrrolopyrrole) - 32 - 1.8.4.2 2,1,3-苯并噻二唑(2,1,3-Benzothiadiazole )衍生物 - 35 - 1.8.4.3 含醯亞胺官能基(Imide)的電子受體 (如圖1-27) - 36 - 1.9 研究動機 - 38 - 第二章 實驗內容 - 40 - 2.1 使用藥品與溶劑 - 40 - 2.2 使用儀器 - 44 - 2.3 實驗流程 - 46 - 2.4 合成步驟 - 47 - 2.4.1 單體H4T之合成步驟 (圖2-1) - 47 - 2.4.2 單體C16DPP、C12DPP、C8DPP、C6C10DPP、C4C8DPP、C2C6DPP2之合成步驟 (圖2-2) - 54 - 2.4.3 BT、BT2F、BT2CN、BS、BS2F、BS2CN的合成步驟 (圖2-3) - 68 - 2.4.4 單體BTDI之合成步驟 (圖2-4) - 79 - 2.4.5 共軛高分子之聚合步驟 - 85 - 2.4.5.1共軛高分子C6C10DPP-H4T之聚合 - 85 - 2.4.5.2 共軛高分子C4C8DPP-H4T之聚合 - 86 - 2.4.5.3 共軛高分子C2C6DPP-H4T之聚合 - 87 - 2.4.5.4 共軛高分子C16DPP-H4T之聚合 - 88 - 2.4.5.5 共軛高分子C12DPP-H4T之聚合 - 89 - 2.4.5.6 共軛高分子C8DPP-H4T之聚合 - 89 - 2.4.5.7 共軛高分子BT-H4T之聚合 - 90 - 2.4.5.8 共軛高分子BT2F-H4T之聚合 - 90 - 2.4.5.9 共軛高分子BT2CN-H4T之聚合 - 91 - 2.4.5.10 共軛高分子BSe-H4T之聚合 - 91 - 2.4.5.11 共軛高分子BSe2F-H4T之聚合 - 92 - 2.4.5.12 共軛高分子BSe2CN-H4T之聚合 - 92 - 2.4.5.13 共軛高分子BTDI-H4T之聚合 - 93 - 第三章 結果與討論 - 94 - 3.1. 高分子分子量 - 94 - 3.2. 熱性質 - 95 - 3.2.1 TGA - 95 - 3.2.2 DSC - 96 - 3.3. 預期元件效率 - 100 - 3.4. 光學性質 - 101 - 3.4.1 DPP 系列 - 101 - 3.4.1.1 側鏈為分岔碳鏈的高分子C2C6DPP-H4T、C4C8DPP-H4T、C6C10DPP-H4T - 102 - 3.4.1.2 側鏈為直碳鏈的高分子C8DPP-H4T、C12DPP-H4T、C16DPP-H4T - 103 - 3.4.2 BT 與 BS系列 - 105 - 3.4.2.1 取代基拉電子的強弱對吸收光譜的影響 - 106 - 3.4.2.2 比較 BT 與 BS骨幹其吸收光譜差異 - 108 - 3.4.3 BTDI-H4T - 110 - 3.5. 低能光電子能階量測 - 113 - 3.6. 電化學特性 - 118 - 3.7. 理論計算 - 125 - 第四章 結論 - 140 - 第五章 參考文獻 - 142 -

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無法下載圖示 全文公開日期 2020/07/27 (校內網路)
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全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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