一種新型高效ppv基有機光伏材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型高效PPV基有機光伏材料及其制備方法，該PPV基有機光伏材料選擇二氯芐和碳納米管為原料，以端基氯烯烴為交聯(lián)劑，以路易斯酸或固體超強酸、自由基引發(fā)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(wěn)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制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種新型高效PPV基有機光伏材料及其制備方法，屬于新光電材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
導電高分子材料特殊的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)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，晶體管，鎮(zhèn)流器，發(fā)光二極管(LED),傳感器(氣體和生物)，電磁屏蔽，隱身技術(shù)以及生命科學等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。導電高分子材料聚對苯乙烯撐(PPV)由于具有優(yōu)良的光電性質(zhì)，是研究最多也是最有希望的光伏材料之一。PPV由于具有價廉、低毒、質(zhì)輕、可調(diào)的光學性能、良好的成膜性能、較高的光電效率和發(fā)光性能以及很高的光吸收系數(shù)(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(fā)光二極管等領(lǐng)域有很好的應(yīng)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(wěn)定性不高等缺陷，制約了其實際應(yīng)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(jié)構(gòu)進行各種修飾和改性。由于發(fā)光材料和光伏材料對分子結(jié)構(gòu)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(wěn)定性等基礎(chǔ)上，改進PPV光伏材料的性能成為有機光伏學術(shù)研究領(lǐng)域的熱點。
[0003]現(xiàn)今高分子光伏電池最大的不足首先在于光電效率不高，迄今最高才接近5 %，這影響了高分子光伏電池的實際應(yīng)用。其次，高分子光伏材料在有水和空氣存在條件下，穩(wěn)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(shù)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(zhì)結(jié)構(gòu)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復合了，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復合，不能順利到達兩極。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種提高有機光伏材料的光電轉(zhuǎn)換效率，使PPV分子與碳納米管結(jié)合，提高PPV分子的吸收波段，生產(chǎn)過程低毒、無害、無污染的新型高效PPV基有機光伏材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)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，其特征在于其分子結(jié)構(gòu)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種新型高效PPV基有機光伏材料，其特征在于其分子結(jié)構(gòu)如下:
2.權(quán)利要求1所述的一種新型高效PPV基有機光伏材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: a、選擇二氯芐和碳納米管為原料，端基氯代烯烴為交聯(lián)劑，以路易斯酸或固體超強酸、自由基引發(fā)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(yīng); b、反應(yīng)時間16小時至22小時，反應(yīng)結(jié)束后過濾得到粗產(chǎn)物； C、采用抽提工藝對得到的反應(yīng)產(chǎn)物進行提純，得到產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型高效PPV基有機光伏材料的制備方法，其特征在于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(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型高效PPV基有機光伏材料的制備方法，其特征在于所述的自由基引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求2—種新型高效PPV基有機光伏材料的制備方法，其特征在于所述的苯類為甲苯、二甲苯、乙苯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2—種新型高效PPV基有機光伏材料的制備方法，其特征在于所述的酮類為丙酮、丁酮、環(huán)己酮中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2—種新型高效PPV基有機光伏材料的制備方法，其特征在于所述的醇類為甲醇、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(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】邢國秀, 劉詩麗, 鄧亞軍 申請人:煙臺澳土復合材料有限公司