基于C-C-C-N偶聯(lián)D-A共聚物的合成及光電性質(zhì)研究.pdf

1、CIassifiedIndeX：063—2UDC：540SouthwestUniversity‘^●一●■0tSCIenCeandIechn0109yMasterDegreeThesiSSynthesiSandoptoeIectronicpropertiesoftheDAcopoIymersbasedonCC／C_。NcoupIingreactionsGrade：2011(；andidate：LiLingAcademiCDegreeAp

2、pIiedfor：MasterDegreeSpeciaIity：AnaIytiCaIChemistrYSuperVisor：AsSOCiateProf。YeXuApr7，2014西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁摘要有機(jī)聚合物光伏材料具有成本低廉、質(zhì)量輕便、柔韌性好、透明度佳和可大面積生產(chǎn)的特性，具有較好的研究前景。探索新的聚合物材料使其具有合適的LUMO和HOMO能級(jí)及較窄的帶隙將是提高聚合物太陽能電池效率的關(guān)鍵所在?；贒A共聚物

3、的有機(jī)光伏器件在近幾年來得到了廣泛的研究，光電轉(zhuǎn)換效率得到了不斷的提高。通過鈀催化DA共聚在主鏈上引入不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的給體單元和受體單元，產(chǎn)生“推拉“電子效應(yīng)，增加醌式結(jié)構(gòu)的數(shù)量，促進(jìn)電子離域，從而獲得較窄的聚合物帶隙、合適的能級(jí)及寬的光譜吸收，進(jìn)而達(dá)到提高光電轉(zhuǎn)換效率的目的。本文基于CC／C—N偶聯(lián)反應(yīng)合成了聚硅橋聯(lián)噻吩硅芴花酰亞胺(PDTSPDI)和聚嗯二唑芳亞胺聯(lián)噻吩(POXDIBT)，通過核磁等等手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對其光

4、電性質(zhì)等進(jìn)行了研究。1以聯(lián)噻吩為原料，經(jīng)過多步反應(yīng)合成了中間體5，5’二(三甲基錫基)3，3’二辛基硅基2，2’聯(lián)噻吩。以花四羧酸二酐為原料，經(jīng)過多步反應(yīng)合成了另一中間體1，7二溴NN’二正十二烷基3，4，9，10一茈酰亞胺。采用核磁共振表征手段分別確定了中間體及各中間產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。通過鈀催化CC偶聯(lián)(Stille反應(yīng))的方法將兩種中間體在甲苯溶液中1lO℃反應(yīng)48h，進(jìn)行了DA共聚，合成了PDTSPDI。通過核磁手段確證了其結(jié)構(gòu)，G

5、PC測試Mn為68103edmol，Mw為43104g／moi，PDI為629。2研究表明，PDTS—PDI在CHCl3、CH2C12、THF、甲苯等溶劑中溶解性較好，在紫外和可見光區(qū)有較強(qiáng)的吸收，是一種光電性能較好的受體材料。通過UVvis等技術(shù)測試了該聚合物在三氯甲烷中的光譜吸收范圍，研究發(fā)現(xiàn)聚合物吸收峰紅移較多，最大吸收波長達(dá)681nin處。通過循環(huán)伏安測試法計(jì)算得到HOMO能級(jí)為523eV，LUMO能級(jí)為344eV，電化學(xué)帶隙值