共轭聚合物的直接芳基化合成及其在光电器件中的应用

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:buugly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机半导体材料相较于无机半导体材料,其化学结构易调控、柔性轻薄、可通过印刷等加工技术实现高效低成本器件的制备等独特性质得到广泛关注和研究。聚合物型半导体材料中,给-受体型(D-A)共轭聚合物占据主导地位,表现出优异的器件性能,如有机光伏器件材料,高载流子迁移率材料等。目前,这些高性能D-A共轭聚合物的合成主要采用传统Stille或Suzuki等过渡金属催化的交叉偶联方法。本文选用具有高度平面性的苯并二噻吩(BDT)和环戊二烯并二噻吩(CDT)作为给体单元,强吸电子能力的苯并噻二唑(BT)作为受体单元,采用直接芳基化聚合方法合成了一系列D-A共轭聚合物,将其分别应用在有机太阳能电池(OSCs)和有机场效应晶体管(OFET)中,探究直接芳基化聚合相较于传统聚合方法的差异,开发了一种适用于制备共轭聚合物的高效、简便、绿色的聚合方法,还探究了化学分子结构的改变对于聚合物材料物理、化学、器件光伏性能的影响。本论文的主要研究内容如下:第一章,以文献调研为基础,对聚合物型有机太阳能电池材料和聚合物型有机场效应晶体管材料进行总结。第二章,以BDT为给体单元,在其中间苯环上引入带有两个氟原子的苯酚烷氧基,增加聚合物的溶解性并调控聚合物的能级,再与受体单元BT进行聚合制备得到D-A型PBDT-BT系列共轭聚合物。我们采用传统Suzuki聚合方法和新的直接芳基化聚合方法分别进行聚合,成功探究出适用于BDT的直接芳基化聚合体系;同时探究了改变给体单元中氟原子位点对于聚合物性能的影响,分别得到PBDT-UPF-BT聚合物和PBDT-Side F-BT聚合物,结果表明PBDT-UPF-BT具有更好的分子结构对称性,从而具有较窄的带隙,有利于载流子的输送,表现出更加优异的性能。第三章,以CDT为给体单元,BT为受体单元制备得到了D-A型PCDT-BT系列共轭聚合物,同样采用传统Suzuki聚合方法和直接芳基化聚合方法分别进行聚合,成功探究出适用于CDT的直接芳基化聚合体系,为有机半导体材料产业化生产提供了新思路。同时还探究了改变给体单元中烷基侧链的长度对于聚合物性能的影响,分别得到PCDT-EH-BT聚合物和PCDT-C16-BT聚合物,两种聚合物的空穴迁移率分别为0.007 cm~2V-1S-1,0.04 cm~2V-1S-1,结果表面长直链的引入提高了聚合物的溶解性和载流子迁移率。
其他文献
在日益激烈的市场环境当中,面临经济下行压力,我国迫切需要技术创新来推动经济高质量发展。上市公司坐拥大量优质资源,能够为推动国内技术创新活动发展提供实质力量。技术创新能力是一个公司核心力量的体现,能够为公司带来超额利润,在公司发展中扮演着重要角色。高管是公司进行技术创新项目的策划者和决策者,在技术创新项目的实施中发挥着重要作用。但是由于技术创新活动占用资金大、风险高、投资回收期长的特性,高管承担着研
学位
目前关于洞庭湖的研究,多聚焦于三峡水库运行下江河对湖的影响,然而河湖的“汇-源”关系在不同条件下会相互转换,洞庭湖的水文水质也直接影响着长江水资源战略安全,因此研究洞庭湖对长江的影响,有助于更全面的了解河湖关系,也为洞庭湖和荆江下游的水环境管理提供参考。本文选定洞庭湖区作为研究对象,并以荆江作为对照,分析洞庭湖汇入后荆江下游水文水质的变化特征。通过水位、流量、泥沙等数据,分析洞庭湖出湖对长江水文、
学位
松材线虫病是我国森林资源防治工作的重点,松材线虫病散播迅速,难以控制,致死速度快等问题。该病自1982年传入中国,累计致死松树月5亿多棵,造成极为严重的自然资源及经济损失。因此松材线虫病树的防治是我国自然资源监管亟待解决的问题。目前我国对松材线虫病树监管的方法主要包括:地面人工监测,诱捕器监测,遥感监测等技术。地面人工监测效率较低且非常消耗人力,诱捕器监测主要通过悬挂诱捕器诱捕松墨天牛等传染源来达
学位
全球工业的快速发展加快了化石能源的急剧消耗,造成了能源短缺和环境污染两大全球性危机。半导体光催化技术是目前被认为可以有效解决能源短缺和环境污染两大问题的途径之一,然而传统的光催化剂Cd S和Mn0.5Cd0.5S因其光生电子和空穴对的快速复合往往表现出较低的光催化活性,极大限制了光催化技术的工业化应用。研究表明,通过对光催化剂进行修饰和改性处理,有助于提高其光催化性能。近年来,非贵金属-镍基助催化
学位
当前,随着经济社会的高速发展,空气污染情况也变得日趋严峻,从而对生态环境和人类健康造成了严重威胁,因此如何有效过滤空气中的细小颗粒物以有效保护人体健康备受科研界和工业界的高度关注。尽管随着材料科学的发展,已经开发出多种不同功能的防护用品用于抵御细小颗粒物对人体的健康威胁,然而当前这些防护用品在力学特性、使用环境和条件等方面具有很多局限,无法有效满足不同的使用场景。例如,环境恶劣的地方(包括高、低温
学位
本文以新能源汽车商业模式作为切入点,首先分析我国新能源汽车产业发展历程与商业模式创新发展历程,并系统性介绍当前常见新能源汽车商业模式机理与优缺点,重点探讨新能源汽车商业模式的发展路径。旨在推动我国新能源汽车行业稳健发展,建立符合企业自身发展需求的商业模式,仅供参考。
期刊
中国是竞技体育羽毛球运动项目的强国,主要原因在于有源源不断的羽毛球后备人才向上输送,湖北省便是众多羽毛球后备人才输送省份中的一员,先后培养输送了羽毛球世界冠军奥运冠军高崚、赵云蕾和谌龙等优秀的运动员。但近几年来,湖北省的羽毛球竞技水平略逊色与其它省份,面对其它省份优秀羽毛球运动员的强力竞争,我省必须迎面赶上。想要提高羽毛球运动员的竞技能力,首先需要从培养的基层单位进行落实。宜昌市是湖北省羽毛球后备
学位
1964-1980年的三线建设,是以毛泽东为核心的中共中央针对当时云谲波诡的国际形势作出的防御与遏制外来战争的重要战略决策。在此期间,中共中央批复了包括攀枝花钢铁基地、西昌航天卫星发射中心、成昆铁路、焦柳铁路等一系列涉及国防、科技、工业和交通基本设施建设的重要工程项目,焦枝铁路是其中的焦柳铁路的组成部分。宜昌民兵师是焦枝铁路宜昌段工程建设中以农民工为主体的军事化编制的建设队伍,承担了该段工程的绝大
学位
期刊
进入21世纪以来,能源危机和环境问题成为了人类急需解决的难题,为此人类一直致力于寻找新能源材料来解决目前的困境。其中最热门的一类由金属离子和有机配体连接而成的金属有机框架材料。金属有机框架材料(MOFs)由于其周期性结构可以被合理控制,均匀的孔隙率和前所未有的高表面积,与其他类型的材料相比,在过去的几十年里,MOFs得到了爆炸性的发展,并被广泛研究在气体储存/分离、传感和催化方面的潜在应用。MOF
学位