含苯并噻吩有機小分子材料 
之設計、合成與高效太陽能電池的應用

黃懿萱

doi:10.6342/NTU201701894

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含苯并噻吩有机小分子材料之设计、合成与高效太阳能电池的应用

Design, Synthesis, and Characterization of Benzo[c]thiophene- based Small Molecules for High Efficiency Organic Solar Cells

黄懿萱 , 硕士　　导师：汪根欉　　

繁体中文 DOI： 10.6342/NTU201701894

含苯并噻吩；有机小分子；材料；设计；合成；太阳能电池； Design ； Synthesis ； Benzo[c]thiophene- baed ； Small Molecules ； Organic Solar Cells

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摘要 │ 参考文献 (10) │ 国际计量

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In this research, the poor light and thermal stability of DTTTP、DTPTP which were synthesized before, suppress the application onto vacuum-deposited organic solar cells. To solve the stability problem, four molecules (DTDCTBTh, DTDCPBTh, DTDTBTh, and DTCPBTh) were synthesized by replacing thienopyrazine with benzothiophene. The results showed that our strategy indeed efficiently solve thermal stability problem. Worth mentioningly, the device of DTDCPBTh exhibited high PCE up to 8% for vacuum-deposited BHJ solar cells by using C70 as acceptor with Jsc of 14.1 mA/cm2, Voc of 0.86 V ,and FF of 0.63.

In addition, we have synthesized two materials (DTDCDBTh and DTDCBThB), which show that strong quinoid characteristic would result in higher HOMO level and narrower bandgap, leading to red-shifted absorption wavelength. Meanwhile, we introduced an electron-withdrawing cyano groups onto BTh, which two materials (DTDCTBTh-2CN and DTDCPBTh-2CN) have been synthesized. From optoelectronic investigation, these materials reduced HOMO and LUMO energy levels, while having red-shifted absorption because of strong intermolecular charge transfer. Taking advantages of synthetic strategies mentioned above to manipulate electrochemical properties, we hope those molecules will exhibit better PCEs with improved Jsc and Voc.

参考文献 ( 10 ) 〈TOP〉

53. Price, S. C.; Stuart, A. C.; Yang, L.; Zhou, H.; You, W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625.
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50. Casey, A.; Han, Y.; Fei, Z. P.; White, A. J. P.; Anthopoulos, T. D.; Heeney, M. J. Mater. Chem. C. 2015, 3, 265.

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