主鏈含氮雜環(huán)的PPV和PPE型共軛聚合物合成及其光電性質(zhì).pdf

1、本文設(shè)計(jì)合成了五種新的含氮雜環(huán)的共軛聚合物。它們分別是含1,3,5-三苯基-2-吡唑啉單元的聚苯撐乙炔C10-PPE-TPP、含3,6-二苯基-吡咯[3,4-c]吡咯-1,4-二酮單元的聚苯撐乙炔C10-PPE-DPP和聚苯撐乙烯C6DPPDHPV、含3,6-二噻吩-吡咯[3,4-c]吡咯-1,4-二酮單元的聚苯撐乙烯C6DTDPPDHPV和C62DTDPPDHPV。采用核磁共振、紅外光譜、凝膠滲透色譜、元素分析、紫外和熒光光譜、熱失重

2、、差示掃描量熱、X射線衍射和循環(huán)伏安法等表征了聚合物的組成結(jié)構(gòu)、光物理性質(zhì)、熱穩(wěn)定性、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和電化學(xué)特性。制備了含吡咯并吡咯二酮單元聚合物的有機(jī)太陽能和薄膜場(chǎng)效應(yīng)管器件，并測(cè)試其性能。研究發(fā)現(xiàn)在共軛主鏈引入吡唑啉單元，可賦予聚合物C10-PPE-TPP扭曲的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移特性。它的熒光光譜顯示出明顯的對(duì)溶劑極性依賴。吡咯并吡咯二酮單元的引入可以平衡C10-PPE-DPP作為電致發(fā)光聚合物電子和空穴注入的勢(shì)壘。它還可以分別作為給體和受

3、體聚合物光伏材料，并顯示良好的光伏響應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn)吡咯并吡咯二酮單元氮原子上烷基和3,6-位芳基對(duì)合成的聚苯撐乙烯的光物理性質(zhì)、鏈堆積、電子結(jié)構(gòu)有很大影響，并最終影響聚合物器件的光伏性能和電荷傳輸特性。三種聚苯撐乙烯均為低能帶隙聚合物，在紫外-可見光區(qū)域有強(qiáng)烈吸收。聚合物的HOMO能級(jí)和PCBM的LUMO能級(jí)之差與器件的開路電壓近似滿足正比關(guān)系。其中，具有規(guī)整鏈堆積的C6DPPDHPV顯示出最高的器件效率0.72％。它作為場(chǎng)效應(yīng)管材料，