一種新型高效ppv基有機光伏材料及其製備方法

2023-10-04 02:49:29

一種新型高效ppv基有機光伏材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型高效PPV基有機光伏材料及其製備方法，該PPV基有機光伏材料選擇二氯苄和碳納米管為原料，以端基氯烯烴為交聯劑，以路易斯酸或固體超強酸、自由基引發劑為催化劑，將PPV用化學鍵連接到碳納米管上，形成一種新型高效PPV基有機光伏材料，其穩定性高，光電效率達到7%。
【專利說明】一種新型高效PPV基有機光伏材料及其製備方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種新型高效PPV基有機光伏材料及其製備方法，屬於新光電材料【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
導電高分子材料特殊的結構以及優異的物理化學性能，使得其在能源(二次電池、太陽能電池、固體電池)，光電器件，電晶體，鎮流器，發光二極體(LED),傳感器(氣體和生物)，電磁屏蔽，隱身技術以及生命科學等方面具有廣泛的應用前景。導電高分子材料聚對苯乙烯撐(PPV)由於具有優良的光電性質，是研究最多也是最有希望的光伏材料之一。PPV由於具有價廉、低毒、質輕、可調的光學性能、良好的成膜性能、較高的光電效率和發光性能以及很高的光吸收係數(500nm)，是最有希望和研究得最多的光電材料，它在光伏材料和發光二極體等領域有很好的應用前景。但是，單純PPV作為光伏材料存在對太陽光利用率不高、載流子遷移率較低、穩定性不高等缺陷，制約了其實際應用。單純的PPV還不足以滿足性能的要求，這就需要對PPV分子結構進行各種修飾和改性。由於發光材料和光伏材料對分子結構的要求有一定的差異，因此對PPV分子的改性措施也有所不同，因此在圍繞提高光伏效率和材料穩定性等基礎上，改進PPV光伏材料的性能成為有機光伏學術研究領域的熱點。
[0003]現今高分子光伏電池最大的不足首先在於光電效率不高，迄今最高才接近5 %，這影響了高分子光伏電池的實際應用。其次，高分子光伏材料在有水和空氣存在條件下，穩定性不高。光電效率不高的主要原因有兩點:①吸收光譜和太陽能不匹配。大多數高分子活性材料(包括PPV)最大吸收波段在350-650nm之間，而太陽光最大光子流在600_800nm，兩者不匹配。②激子的分離和載流子的傳輸存在障礙。即使在較為先進的分散異質結構模式中，電子給受體兩相仍然存在宏觀的相分離，使得大量光生激子還沒有擴散到給受體界面時就複合了，因此不能有效分離正負電荷。同時，兩相雜亂混合使正負載流子傳輸通道不暢，許多電荷在傳輸過程中複合，不能順利到達兩極。
[0004]
【發明內容】
:
本發明的目的在於克服上述已有技術的不足而提供一種提高有機光伏材料的光電轉換效率，使PPV分子與碳納米管結合，提高PPV分子的吸收波段，生產過程低毒、無害、無汙染的新型高效PPV基有機光伏材料及其製備方法。
[0005]本發明的目的可以通過如下措施來達到:一種新型高效PPV基有機光伏材料，其特徵在於其分子結構如下:
【權利要求】
1.一種新型高效PPV基有機光伏材料，其特徵在於其分子結構如下:


2.權利要求1所述的一種新型高效PPV基有機光伏材料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟: a、選擇二氯苄和碳納米管為原料，端基氯代烯烴為交聯劑，以路易斯酸或固體超強酸、自由基引發劑為催化劑，以苯類、酮類、醇類中的至少一種溶劑作為媒介，在-10°C至90°C反應; b、反應時間16小時至22小時，反應結束後過濾得到粗產物； C、採用抽提工藝對得到的反應產物進行提純，得到產品。
3.根據權利要求2所述的一種新型高效PPV基有機光伏材料的製備方法，其特徵在於所述的路易斯酸為氯化鋁、氯化鐵、三氟化硼、五氯化鈮以及鑭系元素的三氟甲磺酸鹽中的至少一種。
4.根據權利要求2所述的一種新型高效PPV基有機光伏材料的製備方法，其特徵在於所述的自由基引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
5.根據權利要求2—種新型高效PPV基有機光伏材料的製備方法，其特徵在於所述的苯類為甲苯、二甲苯、乙苯中的一種。
6.根據權利要求2—種新型高效PPV基有機光伏材料的製備方法，其特徵在於所述的酮類為丙酮、丁酮、環己酮中的一種。
7.根據權利要求2—種新型高效PPV基有機光伏材料的製備方法，其特徵在於所述的醇類為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇中的一種。
【文檔編號】C08G83/00GK103554517SQ201310568760
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】邢國秀, 劉詩麗, 鄧亞軍 申請人:煙臺澳土複合材料有限公司