石墨烯的功能化及其在太阳能电池中的应用..doc

研究生课程考试成绩单 （试卷封面） 院 系 化学化工学院 专业 化学 学生姓名 田佳卉 学号 220152318 课程名称 功能高分子化学 授课时间 2015年 9月至2016年 1月 周学时 2 学分 36 简 要 评 语 考核论题 总评成绩 （含平时成绩） 备注 任课教师签名： 日期： 注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。 2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。 3. 学位课总评成绩以百分制计分。 东南大学研究生课程论文 功能高分子化学 题 目： 石墨烯功能化及其在太阳能电池中的应用 石墨烯功能化及其在太阳能电池中的应用 田佳卉 220152318 摘 要 作为世界上最薄的二维材料，石墨烯材料表现出独特的光学、电学和力学性质，这些性质使得它在聚合物太阳能电池的电极界面修饰领域有着非常强大的应用潜力。本文介绍了石墨烯的结构、性质及，并阐述了近年来 关键词 石墨烯 聚合物 共价键功能化 非共价键功能化 太阳能电池 Functionalization and Applications of Graphene-based Materials in Solar Cells Tian Jiahui 220152318 （School of Chemistry and Chemical EngineeringSoutheast University.） Abstract The research of graphene develops dramatically in diverse fields, such as materials, physics, chemistry, biology and so on. Functionalized graphene has attracted tremendous attention as a kind of potential carbon nanomaterial. Recent progresses in non-covalent bond and covalent bond functionalized graphene are summaried based on the research progress at home and abroad．Interests in graphene applications in solar cells have been motivated to meet the demand of improving the photovoltaic performance. Graphene applications in solar cells, such as graphene based transparent conducting electrodes and accepter materials, are reviewed systematically. Key words graphene polymer functionalization solar cells 1 前言 自2004年英国曼彻斯特大学Geim研究小组首次制备出稳定的石墨烯以来，有关石墨烯的制备及应用得到广泛关注及研究。石墨烯具有优异的力学、光学、热学和电学等性能，在诸多领域应用广泛[1]。 1.1 石墨烯的结构 石墨稀(Graphene)是一种由sp2杂化碳原子组成的六角蜂窝状晶格的单原子厚度的二维平面材料。每个碳原子以三个sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子形成三个π键，剩下的一个未成键π电子和相邻的其它碳原子一起形成大π共辄体系。因此，由于C-C键极强的键能使得石墨稀成为世界上机械强度最高的材料；而体系中的π电子能够在整个结构中自由运动，又使得石墨稀具有优异的电学性能[2]。从化学结构来说，石墨稀是构成碳族其它几种同素异形体的基本组件。如图1所示，将二维的石墨稀片多层堆叠起来可构成三维的石墨，石墨稀卷曲闭合成环可构成一维的碳纳米管，具有一定边缘形状的石墨稀包裹闭合可构成零维的富勒稀石墨稀和其他的这几种同素异形体，在化学结构上都是由sp2杂化碳原子组成，是具有很大的π共辄体系的芳香化合物。然而，这几种同素异形体与石墨稀相比，没有一种材料能够像石墨稀一样，同时具备超高的迁移率、稳定的狄拉克电子结构、显著的室温霍尔效应、极高的热导率和机械强度等很多优异的物理性质。 图1 石墨烯是其它同素异形体的基本构筑单元 1.2