全氟烷基修飾的苝酰亞胺類有機(jī)半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)、合成.pdf

1、苝酰亞胺及其衍生物(PDIs)是一類優(yōu)秀的n型有機(jī)半導(dǎo)體材料。全氟烷基具有憎水、憎氧、能形成有序排列和超強(qiáng)穩(wěn)定性的特點(diǎn)。全氟烷基直接修飾的PDI小分子是優(yōu)良的有機(jī)半導(dǎo)體材料，具有很高的器件穩(wěn)定性，然而此類材料溶解性差，不能進(jìn)行低成本的溶液加工。本研究在苝酰亞胺上同時(shí)引入烷基和全氟烷基，合成了一系列全氟烷基修飾的、可溶液加工的苝酰亞胺小分子和共軛聚合物。
　　全氟烷基修飾的可溶苝酰亞胺的合成過程如下：通過烯烴和全氟烷基碘加成、與Na

2、N3發(fā)生取代、催化加氫三步反應(yīng)生成四種含不同烷基和全氟烷基的脂肪胺CFCH-NH2，三步總收率70.5％-87.3%，以苝四甲酸二酐（PDA）為原料，與 CFCH-NH2反應(yīng)，成功合成四個(gè)不同烷基和全氟烷基取代的苝酰亞胺CFCH-PDIs，收率76%-88%。實(shí)驗(yàn)表明，烷基和全氟烷基的大小和比例對取代苝酰亞胺在有機(jī)溶劑中的溶解性有顯著影響。4CF8CH-PDI具有最大的溶解度，在甲苯和CH2Cl2中溶解度大于400 mg/mL。CFCH

3、-PDIs的5％失重溫度高于375℃,所有具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。4CF8CH-PDI和4CF6CH-PDI顯示出液晶的典型特征，它們可以在中間相狀態(tài)下自組裝成有序的結(jié)構(gòu)。這四個(gè)小分子均可作為受體材料用于體相異質(zhì)結(jié)太陽能電池。
　　基于合適的烷基和全氟烷基比例能夠顯著增加苝酰亞胺的溶解性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，我們將全氟烷基修飾的可溶苝酰亞胺高分子化，合成了一系列全氟烷基修飾的可溶苝酰亞胺類共軛聚合物。具體過程如下：首先通過溴化反應(yīng)合成二溴取代的