Nghiên cứu cấu trúc và tính chất hệ vòng ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic ứng dụng trong vật liệu quang điện

• Tác giả: Trần Ngọc Dũng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Minh Huệ
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
• Đề tài: Nghiên cứu cấu trúc và tính chất một số hệ vòng ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic ứng dụng trong chế tạo vật liệu quang điện
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Cơ sở lý thuyết về vật liệu quang điện hữu cơ
• 1.2. Cấu tạo và cơ chế hoạt động của đi-ốt phát quang hữu cơ
• 1.3. Cấu tạo và cơ chế hoạt động của pin mặt trời chất màu nhạy quang
• 1.4. Cơ sở lý thuyết hoá học lượng tử
• 1.5. Cơ sở lý thuyết phản ứng Heck
• 1.6. Hệ chất nghiên cứu
• 1.7. Hệ chất ngưng tụ chứa lưu huỳnh
• 1.8. Hệ chất ngưng tụ chứa silic
• 1.9. Tình hình nghiên cứu các hợp chất ngưng tụ chứa lưu huỳnh
• 1.10. Tình hình nghiên cứu các hợp chất ngưng tụ chứa silic
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
• 2.2. Phương pháp phiếm hàm mật độ
• 2.3. Phương pháp phiếm hàm mật độ phụ thuộc thời gian
• 2.4. Bộ hàm cơ sở
• 2.5. Khả năng truyền dẫn điện tích
• 2.6. Phương pháp tính toán hóa học lượng tử
• 2.7. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
• 2.8. Dụng cụ và thiết bị
• 2.9. Quy trình phản ứng alkenyl hóa BDT
• 2.10. Phân tích cấu trúc sản phẩm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hệ chất ngưng tụ chứa lưu huỳnh
• 3.2. Nghiên cứu cấu trúc và tính chất hợp chất lưỡng cực dựa trên dibenzothiophene ứng dụng làm vật liệu chất mang trong OLED thế hệ thứ hai
• 3.3. Tổng hợp 2-Alkenylbenzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene bằng hệ xúc tác Pd/Cu/Ag và nghiên cứu cấu trúc bằng các phương pháp phổ thực nghiệm và tính toán lý thuyết
• 3.4. Thiết kế hệ chất bithiophene liên hợp chứa silole và một số dị vòng năm cạnh cho vật liệu quang điện
• 3.5. Hệ ngưng tụ chứa silic
• 3.6. Nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang điện của một số dẫn suất dithienosilole
• 3.7. Nghiên cứu lý thuyết ảnh hưởng của cầu nối π đối với hệ chất hữu cơ dạng D-π-A ứng dụng cho pin mặt trời polymer
• KẾT LUẬN CHUNG
• ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu cấu trúc vật liệu quang điện

Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các hệ vòng ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong phát triển vật liệu quang điện. Các vật liệu này không chỉ có tiềm năng ứng dụng cao mà còn giúp cải thiện hiệu suất của các thiết bị quang điện. Việc hiểu rõ cấu trúc và tính chất của chúng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và ứng dụng.

1.1. Cấu trúc và tính chất của vật liệu quang điện

Cấu trúc của vật liệu quang điện ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất quang học và điện của chúng. Các hợp chất chứa lưu huỳnh và silic có khả năng tạo ra các liên kết mạnh mẽ, giúp cải thiện khả năng dẫn điện và phát quang.

1.2. Tình hình nghiên cứu hiện tại

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic có thể mang lại hiệu suất quang điện cao. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa cấu trúc và tính chất của chúng.

II. Thách thức trong nghiên cứu vật liệu quang điện mới

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phát triển vật liệu quang điện mới từ các hệ vòng ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ bền nhiệt, khả năng dẫn điện và chi phí sản xuất cần được giải quyết.

2.1. Độ bền nhiệt và tính ổn định

Độ bền nhiệt của vật liệu quang điện hữu cơ thường thấp hơn so với vật liệu vô cơ. Điều này gây khó khăn trong việc ứng dụng thực tế, đặc biệt trong các điều kiện khắc nghiệt.

2.2. Chi phí sản xuất và tính khả thi

Chi phí sản xuất vật liệu quang điện hữu cơ vẫn còn cao do yêu cầu về độ tinh khiết và quy trình sản xuất phức tạp. Cần có các giải pháp tối ưu hóa để giảm thiểu chi phí này.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu quang điện

Để nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các hệ vòng ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic, các phương pháp tính toán hóa học lượng tử được áp dụng. Những phương pháp này giúp mô phỏng và dự đoán các tính chất quang điện của vật liệu.

3.1. Phương pháp phiếm hàm mật độ

Phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) là một trong những công cụ mạnh mẽ nhất trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu. Nó cho phép tính toán chính xác các tính chất điện và quang của vật liệu.

3.2. Tính toán hóa học lượng tử

Các phần mềm tính toán hóa học lượng tử như Gaussian và Molcas giúp mô phỏng các phản ứng hóa học và cấu trúc phân tử, từ đó đưa ra các dự đoán về tính chất quang điện của vật liệu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu quang điện chứa lưu huỳnh và silic

Vật liệu quang điện chứa lưu huỳnh và silic có nhiều ứng dụng trong các thiết bị như đi-ốt phát quang hữu cơ và pin mặt trời. Những ứng dụng này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm chi phí sản xuất.

4.1. Ứng dụng trong đi ốt phát quang hữu cơ

Các hợp chất chứa lưu huỳnh và silic có khả năng phát quang tốt, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các đi-ốt phát quang hữu cơ, giúp tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu suất.

4.2. Ứng dụng trong pin mặt trời

Vật liệu quang điện hữu cơ có thể được sử dụng trong pin mặt trời, giúp tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng hiệu quả hơn.

V. Kết luận và định hướng nghiên cứu tương lai

Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các hệ vòng ngưng tụ chứa lưu huỳnh và silic mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực vật liệu quang điện. Định hướng nghiên cứu tương lai sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc và tính chất của các hợp chất này.

5.1. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc phát triển các hợp chất mới với tính chất quang điện ưu việt hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong công nghệ quang điện.

5.2. Tích hợp công nghệ mới

Việc tích hợp các công nghệ mới trong sản xuất vật liệu quang điện sẽ giúp cải thiện hiệu suất và giảm chi phí, từ đó thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp này.