研究與合成以噻吩咪唑、蒽醌及均苯四甲酸二醯亞胺核心之電洞傳輸材料並應用於鈣鈦礦太陽能電池

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林祐靖(You-Jing Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

研究與合成以噻吩咪唑、蒽醌及均苯四甲酸二醯亞胺核心之電洞傳輸材料並應用於鈣鈦礦太陽能電池
(Design and Synthesis of Thienoimidazole, Anthraquinone, and Pyrrolo Isoindole Tetraone Based Hole-transporting Materials for Perovskite Solar Cells)

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摘要(中)

鈣鈦礦太陽能電池的發展在近幾年逐漸受到重視，至今年已經達到25.2%的光電轉換效率，現今要如何開發嶄新的鈣鈦礦太陽能材料已是十分重要的課題。
本文嘗試合成三個不同系列的電洞傳輸層材料，第一部分延續先前實驗室的AI系列以1H-thieno[3,4-d]imidazole為核心，合成出含不同鹽類的LYJ系列化合物，藉由改變鹽類數量及位置來比較其光電性質的不同。第二部分則是以拉電子基Anthracene-9,10-dione為核心，在兩側接上不同的推電子基做出D-A-D形式的AD系列化合物。第三部分一樣以強的拉電子基pyrrolo[3,4-f]isoindole-1,3,5,7(2H,6H)-tetraone作為核心，在不同位置接上推電子基合成出PD系列化合物。以上兩個部分用不同的拉電子基團作為中心，透過簡單合成的方式製備出分子作用力強的電洞傳輸層材料並比較其性質。

摘要(英)

The development of perovskite solar cells has gradually paid attention in recent years, and the photoelectric conversion efficiency reached 25.2% in this year. How to develop new perovskite solar materials is a very important issue.

This article attempts to synthesize three different series of hole transport layer materials. The first part continues the AI series of the previous laboratory with 1H-thieno[3,4-d]imidazole as the core to synthesize the LYJ series containing different salts. By changing the number and location of the salts to compare the differences in their photoelectric properties. The second part is based on Anthracene-9,10-dione, which is an electron-withdrawing group, and is connected with different electron-donating groups on both sides to make AD series to form the D-A-D type HTMs. In the third part, the strong electron-drawing group pyrrolo[3,4-f]isoindole-1,3,5,7(2H,6H)-tetraone is used as the core, and PD series compounds are synthesized electron-donating groups at different positions. Above two parts use different electron-drawing groups as the center. By simple synthesis, we prepare the HTMs with strong molecular force and compare its properties.

關鍵字(中)

★ 鈣鈦礦太陽能電池
★ 電洞傳輸層材料

關鍵字(英)

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝辭 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
一、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 太陽能電池 2
1-3 鈣鈦礦太陽能電池 3
1-3-1 鈣鈦礦電池構造 5
1-3-2 工作原理 8
1-3-3 元件製作 9
1-4 電流-電壓特性曲線圖 10
1-5 文獻回顧 10
1-5-1 線型結構 (Linear) 10
1-5-2 星型結構 (Star shape) 12
1-5-3 螺旋型結構 (Spiro) 13
二、結構設計概念與動機 14
三、合成與討論 17
3-1 合成策略 20
3-2 熱穩定性探討 30
3-3 光物理性質探討 32
3-4 電化學性質探討 35
3-5 密度泛函理論（density functional theory, DFT）探討 39
3-6 元件與效率測試 43
3-7 結論與未來展望 45
3-8 實驗步驟與光譜數據 46
四、實驗藥品及儀器 69
4-1 實驗藥品 69
4-2 實驗儀器 69
4-2-1 核磁共振光譜儀 (Nuclear magnetic Resonance Spectroscopy) 69
4-2-2 MASS超高解析質譜儀 (Mass Spectrometry) 69
4-2-3 紫外光-可見光光譜儀 (UV-Vis Spectrophotometer) 70
4-2-4 電化學分析儀 (Electrochemical Analyzer) 70
參考文獻 71
附錄 74

參考文獻

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指導教授

李文仁(Wen-Ren Li)

審核日期

2020-7-22

推文