以苯乙烯基三苯胺為電子給體模型化合物的合成與性能研究.pdf

1、在有機(jī)太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域，發(fā)展新型有機(jī)光電功能材料以提高光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性能成為電池研究的一個(gè)重點(diǎn)方向，而三苯胺類衍生物因其高的摩爾消光系數(shù)，優(yōu)異的空穴遷移性能和強(qiáng)的給電子能力被廣泛應(yīng)用于此類材料中。
　　本文合成一種4-苯乙烯基三苯胺結(jié)構(gòu)化合物（E）-1-苯基-2（4-N, N’-二（甲基苯基）苯胺基）乙烯（MTPA），證實(shí)其能夠發(fā)生三苯胺到亞苯基的ICT作用。通過向 MTPA上引入氨基、甲氧基、氯基、氰基、硝基和氰基取代丙烯

2、酸，合成了系列化合物。系統(tǒng)性研究了給電子或吸電子取代基引入對(duì)MTPA基團(tuán) ICT作用的影響，結(jié)果表明強(qiáng)吸電子基團(tuán)（硝基或氰基取代丙烯酸）引入可以使得MTPA基團(tuán)體現(xiàn)出高強(qiáng)度的、并影響單重激發(fā)態(tài)衰減途徑的ICT作用。
　　通過光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移生成長(zhǎng)壽命電荷分離態(tài)有利于產(chǎn)生合適的光電流。本文將缺電子氮雜環(huán)化合物N取代二氯均三嗪（TRC）引入MTPA中，合成了一種新型Donor-Acceptor（D-A）有機(jī)半導(dǎo)體分子1-（4-（3,5-

3、二氯三嗪）氨基苯基）-2（4-N,N-二（甲基苯基）苯胺基）乙烯（MTPA-TRC），單重激發(fā)態(tài)1MTPA*-TRC向TRC基團(tuán)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，所產(chǎn)生電荷分離態(tài)MTPA+.-TRC-.壽命為80 ns。
　　接著按照階梯式能級(jí)設(shè)計(jì)思路，將第二受體氨基乙基氨基蒽醌（AEAQ）引入MTPA-TRC，構(gòu)建一種Donor-Acceptor1-Acceptor2（D-A1-A2）型雙極性有機(jī)半導(dǎo)體分子模型4,4’-二甲基-4”-(4-(4-氯

4、-6-(2-(9,10-二氧蒽-1-氨基)乙基氨基)-1,3,5-三嗪-2-氨基)苯乙烯基)三苯基胺（MTPA-TRC-AEAQ）。單重激發(fā)態(tài)1MTPA*-TRC-AEAQ向TRC基團(tuán)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，接著向AEAQ基團(tuán)連續(xù)電子轉(zhuǎn)移；同時(shí)伴隨單重激發(fā)態(tài) MTPA-TRC-1AEAQ*向 MTPA基團(tuán)的空穴轉(zhuǎn)移。兩種轉(zhuǎn)移途徑所產(chǎn)生電荷分離態(tài)壽命MTPA.+-TRC-AEAQ.-約為650 ns。
　　將無(wú)金屬四苯基卟啉基團(tuán)（HTPP）引

5、入MTPA-TRC，構(gòu)建一種D-A型雙極性半導(dǎo)體分子4,4’-二甲基-4”-(4-(4-氯-6-(4-(10,15,20-三苯基卟啉)苯基)氨基-1,3,5-三嗪-2-氨基)苯乙烯基)三苯基胺（MTPAt-HTPP），其存在單重激發(fā)態(tài)MTPA基團(tuán)向基態(tài)HTPP基團(tuán)的空間電子轉(zhuǎn)移而不經(jīng)過TRC基團(tuán)，同時(shí)伴隨單重激發(fā)態(tài)HTPP基團(tuán)向基態(tài)MTPA基團(tuán)的空穴轉(zhuǎn)移。但這兩種轉(zhuǎn)移途徑并未產(chǎn)生長(zhǎng)壽命的電荷分離態(tài)（壽命小于10 ns）。
　　利用

6、強(qiáng)吸電子性的偶氮基團(tuán)連接雙分子的4-苯乙烯基三苯胺，構(gòu)建了具有高強(qiáng)度ICT作用和高溶液電導(dǎo)率的模型化合物（E）-二（4-（4-（N，N’-二甲基苯基）氨基-苯基乙烯基）苯基）氮烯（MTPAAZO）和（E）-二（4-（4-（N, N’-二苯基）氨基-苯基乙烯基）苯基）氮烯（TPAAZO），其中MTPAAZO在甲磺酸中溶液電導(dǎo)率（0.01 mol/L）高達(dá)106.7 mS/cm。預(yù)示著MTPAAZO和TPAAZO在有機(jī)光電和導(dǎo)電材料領(lǐng)域可能