n-型自摻雜富勒烯銨鹽構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、聚合物太陽能電池因重量輕、可折疊、制作工藝簡單等優(yōu)點而廣泛受到人們的關(guān)注。近年來，開發(fā)新型的陰極界面修飾層材料成為研究的熱點之一。富勒烯衍生物具有n-型半導體特性和較高的電子遷移率，能改善活性層與陰極界面接觸，促進電荷傳輸，因此是理想的陰極修飾層材料。特別是n-型自摻雜高電導的富勒烯銨鹽陰極界面修飾層具有優(yōu)異的厚度不敏感性，并能有效提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)，因此有望用于大面積光伏器件的制造。本論文在之前研究工作的基礎(chǔ)上，對富勒烯

2、銨碘鹽（PCBANI）的構(gòu)效關(guān)系進行了系統(tǒng)性研究，探明了n-型交叉自摻雜的機理，并對不同對離子的富勒烯銨鹽的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)進行了初步探究。主要包括以下兩方面的的內(nèi)容:
　　1.以PCBANI為模型化合物，綜合運用各種實驗方法，如X-射線光電子能譜(XPS)、電化學、核磁共振(NMR)、模擬計算等，對其富勒烯核、碘摻雜劑及側(cè)鏈的電子和空間結(jié)構(gòu)進行了研究，闡明了n-型交叉自摻雜的機理。在這種摻雜過程中，碘和富勒烯核之間形成了強的anion

3、-π作用，同時伴隨形成側(cè)鏈的頭尾間cation-π作用，有助于穩(wěn)定n-型摻雜的富勒烯。而碘的價電子離域至富勒烯核周圍使得PCBANI的電子遷移率增加，因此具有高電導率。結(jié)合模擬計算，提出了兩種可能的分子間碘交換和轉(zhuǎn)移的n-型交叉自摻雜途徑，并通過實驗加以驗證。在此基礎(chǔ)上，對PCBANI的導電模型進行了修正。
　　2.在PCBANI的研究基礎(chǔ)上，制備了Br-和Cl-兩種鹵素對離子的富勒烯銨鹽，即PCBANI的類似物富勒烯銨溴鹽(PC