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基于氟代喹喔啉D-π-A型聚合物给体光伏材料的设计合成及其性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
全球能源需求不断增长，传统化石能源面临日益严峻的环境和能源危机。因此，可再生能源成为人们重视的研究领域之一。在可再生能源中，太阳能是最为广泛的一种能源，太阳能电池具有轻便，易制备等优点，是一种绿色、环保、高效能的光电转换设备，具有非常广阔的应用前景。但是当前太阳能电池的转换效率相对较低，因此需要研究新型光伏材料来提高太阳能电池的转换效率。
近年来，基于聚合物的太阳能电池是一种具有潜力的新型光伏材料，基于聚合物太阳能电池具有可塑性、可成形性、低成本等优点，可以通过自组装法在大面积基底上制备二维大面积光电转换器件，使之成为世界各地研究的热点之一。因此，发展具有高效的电子转移、电子传输和光电转换能力、并且具有稳定性、耐久性好的新型共轭聚合物材料，是当前聚合物太阳能电池研究的重要方向。
二、任务内容
本项目将基于氟代喹喔啉D-π-A型聚合物给体光伏材料的设计合成及其性能研究为主线，开展以下研究：
1.复习分析近期对于基于共轭聚合物的太阳能电池研究进展与现状，提出本项目的研究意义和目的。
2.设计合成基于氟代喹喔啉D-π-A型共轭聚合物给体光伏材料，并通过分子模拟和化学计算等方法对其光学和电学性能进行理论分析和计算，确定其光伏应用潜力。
3.利用有效可控的手段对所设计合成的共轭聚合物进行精确构筑的处理（如电化学、溶液处理、界面调节），并制备干净、光滑、准确结构的高品质聚合物薄膜。
4.对所制备的聚合物薄膜进行一系列的表征，包括形貌表征（原子力显微镜，扫描电子显微镜等）、结构表征（X射线晶体衍射和红外光谱分析等）、光电性能表征（J-V曲线、光谱响应等），并分析其结构与性能之间的关系。
5.通过对所得各项数据的分析，优化所设计合成的共轭聚合物的性能，并利用所得共轭聚合物制备太阳能电池，并对其性能进行测试。
6.探究不同光电材料在太阳能电池中的相互作用及其深层次的本质机理，为开发高效的聚合物太阳能电池提供理论基础和实验支撑。
三、任务要求
1.深刻理解基于聚合物太阳能电池的基本原理，掌握聚合物界面设计、光学、电学性质的表征方法。
2.熟悉共轭聚合物的设计、合成和表征方法。
3.具有化学、材料、物理等相关领域的专业基础知识。
4.具有较好的实验技能和实验操作经验，能够快速熟练地操作化学、物理实验仪器，如电化学工作站，红外光谱仪等。
5.具有较好的数据分析和处理能力，能够将实验结果进行准确地数据统计和分析，并撰写研究报告。
6.具有良好的英语阅读和文献综述能力。
四、任务计划
本项目执行周期为两年，预计工作计划如下：
第一年：
1.回顾分析国内外基于聚合物太阳能电池的研究现状，确定本项目研究方向和目标。
2.设计合成共轭聚合物，通过分子模拟和计算等方法对其进行理论计算和分析，并通过已有的化学实验技术制备对应的聚合物薄膜。
3.对所制备的聚合物薄膜进行形貌表征（原子力显微镜，扫描电子显微镜等）、结构表征（X射线晶体衍射和红外光谱分析等）。
第二年：
1.对所制备的聚合物薄膜进行光电性能表征（J-V曲线、光谱响应等）。
2.通过对所得各项数据的分析和处理，包括优化所设计合成的共轭聚合物的性能、制备太阳能电池等，完成本项目的研究。
五、预期成果
1.完成对基于氟代喹喔啉D-π-A型共轭聚合物给体光伏材料的设计合成及其性能研究，提高新型共轭聚合物的光电性能和稳定性等指标，为下一步开发高效、稳定的聚合物太阳能电池提供理论基础和技术支持。
2.有望开创一种新型的太阳能电池应用材料，为实现光伏产业化发展做出重要贡献。
3.发表相关学术论文和会议报告，提高研究团队的学术水平和知名度。