Введение
1. Введение 6
1.1. Актуальность темы исследования 6
1.2. Степень разработанности темы исследования 7
1.3. Цели и задачи 9
1.4. Научная новизна 10
7.1. Теоретическая и практическая значимость 11
1.1. Методология и методы исследования 12
1.2. Положения, выносимые на защиту 13
1.3. Степень достоверности и апробация результатов 14
1.4. Публикации 14
1.10. Объем и структура диссертации 17
2. Обзор литературы 18
2.1. Структура солнечных батарей с объемным гетеропереходом 18
2.2. Принципы работы органических солнечных батарей с объемным гетеропереходом... 19
2.3. Характеристики органических солнечных батарей 21
2.4. Оптимизация основных параметров органических солнечных батарей с помощью молекулярного дизайна сопряженных полимеров
2.4.1. Ток короткого замыкания 23
2.4.2. Напряжение холостого хода 25
2.4.3. Фактор заполнения 30
2.4.4. Эффективность органических солнечных батарей
2.5. Факторы, ограничивающие эффективность фотоволътаических устройств на основе сопряженных полимеров 41
2.6. Синтетические методы, используемые в разработке сопряженных полимеров
2.6.1. Реакция поликонденсации Стилле 44
2.6.2. Реакция поликонденсации Сузуки 46
2.6.3. Реакция прямого гетероарилирования 49
2.7. Отдельные группы сопряженных полимеров 51
2.7.1. Сополимеры, содержащие 2,1,3-бензотиадиазол, как акцепторный фрагмент 52
2.7.2. Сополимеры, содержащие фрагмент ТВТ в своей структуре 56
2.7.3. Сополимеры, содержащие бисбензотиадиазол, бензобистиадиазол и нафтобистиадиазол 60
2.7.4. Сополимеры, содержащие 2,1,3-бензоксадиазол и 2-алкил-2Н-2,1,3-бензотриазол в качестве электроноакцепторного блока 63
2.8. Заключение. Обоснование цели и задач данной работы 68
Экспериментальная часть 73
3.1. Инструментальные методы исследования 73
3.2. Реагенты, растворители и материалы 74
3.3. Изготовление солнечных батарей и исследование их характеристик 74
3.4. Методика исследования эксплуатационных характеристик фотоволътаических устройств 75
3.5. Методики очистки полимеров 75
3.6. Исследование подвижностей носителей зарядов в пленках полимеров 75
3.7. Методики получения соединений 76
Результаты и обсуждения 92
4.1. Синтез модельного сопряженного полимера PCDTBT. Исследование его оптических и фотоволътаических свойств 92
4.2. Разработка сопряженных полимеров с малой шириной запрещенной зоны. Синтез и исследование полимера Р2 4.2.1. Синтез и исследование сопряженного полимера Р2 99
4.2.2. Синтез и исследование сопряженного полимераРЗ 103
4.2.3. Синтез и исследование сопряженного полимера Р4
4.3. Синтез сопряженных полимеров, с улучшенными оптическими свойствами, содержащих фрагменты циклопентадитиофена 109
4.4. Синтез и исследование сопряженного полимера Р6 114
4.5. Синтез и исследование сопряженного полимера Р 7 116
4.6. Синтез сопряженных полимеров, содержащих звенья ТТВТВТТ
4.6.1. Оптимизация методов синтеза структурного блока ТТВТВТТ 120
4.6.2. Синтез и исследование сопряженного полимера Р8 1 4.7. Получение аналогов полимера Р8 с различным расположением алкилъных цепей и исследование их свойств 131
4.8. Синтез сопряженных полимеров Р13 и Р14, содержащих флуореновые и силафлуореновые фрагменты 135
4.9. Синтез сопряженного полимера Р15, содержащего бензоксадиазол в качестве электроноакцепторного блока 138
4.10. Статистические сополимеры на основе ТТВТВТТ, флуорена и карбазола как перспективные материалы для органических солнечных батарей 140
Выводы 150
Список литературы
