基于C-CC-N偶联D-A共聚物的合成及光电性质研究的开题报告

基于C-CC-N偶联D-A共聚物的合成及光电性质研究的开题报告1.研究背景和意义近年来，有机半导体材料因其良好的光电性能在有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机光电传感器等方面得到广泛应用和研究。然而，现有的有机半导体材料通常存在着能隙体积小、电荷传输速度慢和光电转换效率低等问题，为了进一步提升有机半导体材料的光电性能，基于C-CC-N偶联D-A共聚物的合成和应用研究备受关注。2.研究目的本研究旨在合成一种新型的C-CC-N偶联D-A共聚物，并通过对其光电性能的表征，评估其在有机太阳能电池等领域的应用前景。3.研究内容(1)设计和合成C-CC-N偶联D-A共聚物。(2)通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、周期性密度波函数等表征方法研究其光电性能。(3)利用自制的器件对其在有机太阳能电池中的光电转化效率进行测试。(4)通过对实验结果的分析和解释，探讨C-CC-N偶联D-A共聚物在有机太阳能电池中的应用前景。4.研究方法和技术路线(1)合成方法：采用Suzuki-Miyaura跨偶联反应、Sonogashira偶联反应和直接芳香性亲核取代反应等方法合成具有C-CC-N偶联结构的D-A型共聚物。(2)表征方法：利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、周期性密度波函数等表征方法分析其光电性质。(3)器件测试：采用有机太阳能电池器件测试平台对C-CC-N偶联D-A共聚物进行光电转化效率测试。5.预期成果(1)合成一种具有C-CC-N偶联结构的D-A型共聚物。(2)通过对其光电性质的表征，揭示C-CC-N偶联D-A共聚物的光电行为规律。(3)研究其在有机太阳能电池中的应用表现并探讨其应用前景。6.研究难点(1)合成一种具有C-CC-N偶联结构的D-A型共聚物。(2)对其光电性质进行准确的表征和解读。(3)系统地评估其在有机太阳能电池中的应用前景。7.可行性分析本研究借鉴已有的偶联D-A共聚物的合成方法，并结合现有的光电性能表征和器件测试技术，具备实施的可行性。同时，C-CC-N偶联D-A共聚物的合成和应用仍处于探索的初级阶段，其研究所蕴含的科学问题和应用前景也具有重要的科学和实际意义。8.预计时间表本研究预计历时2年，其中第1年主要用于材料的合成和纯化，以及光电性质的表征；第2年主要用于器件测试和数据分析，并完成论文撰写和答辩。9.参考文献[1]ChenH.Y.,WangX.Y.,GongX.Y.,etal.AneasilyaccessibleD-π-Atypecopolymer:balancedcrystallinityandhighmobility[J].JAmChemSoc,2011,133(10):3284–9.[2]LiuT.L.,RenJ.,ChenX.K.,etal.Ahighlyefficientnaphthalenediimide-basednonfullereneacceptorfororganicsolarcellswithanextendedphotoresponseupto850nm[J].JMaterChemA,2017,5(4):1642–8.[3]YangQ.Z.,LiY.F.,WangK.,etal.Inductionofpolyimidetolumine