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【6h】

不同结构含硝基和亚氨基聚苯撑乙烯的合成与表征

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摘要

第一章绪论

1.1有机太阳能电池研究进展

1.2常见的给体材料

1.2.1聚苯撑乙烯

1.2.2聚芴

1.2.3聚噻吩

1.3本课题的设计思想及创新点

第二章含亚胺基和硝基单体及均聚物的合成与表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验原料和试剂

2.2.2合成实验

2.3结构与性能表征

2.3.1结构表征

2.3.2分子量

2.3.3热性能

2.3.4电化学性能

2.3.5光物理性能

2.3.6器件数据

2.4本章小结

第三章烷氧基单体改性的含亚氨基和硝基聚苯撑乙烯合成与表征

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验原料和试剂

3.2.2合成实验

3.3结构与性能表征

3.3.1结构表征

3.3.2分子量

3.3.3热性能

3.3.4电化学性能

3.3.5光物理性能

3.3.6器件数据

3.4本章小结

第四章含三官能团单体超支化聚苯撑乙烯的合成与表征

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验原料和试剂

4.2.2合成实验

4.3结构与性能表征

4.3.1结构表征

4.3.2分子量

4.3.3热性能

4.3.4电化学性能

4.3.5光物理性能

4.3.6器件数据

4.4本章小结

第五章芴基单体改性的聚苯撑乙烯的合成与表征

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验原料和试剂

5.2.2合成实验

5.3结构与性能表征

5.3.1结构表征

5.3.2分子量

5.3.3热性能

5.3.4电化学性能

5.3.5光物理性能

5.3.6器件数据

5.4本章小结

第六章总结与展望

参考文献

本人硕士期间研究成果

附录

致谢

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摘要

分子中引入富电子或吸电子基团,通过诱导效应或内消旋效应扰乱分子轨道,是调节聚合物带隙的有效途径。本文以聚苯撑乙烯为基本骨架,引入了硝基、亚氨基、烷氧基、芴等片段,合成并表征了A,B,C和D四种分子内含有D-A结构的聚合物,调节其能隙,使其具备高效的电荷转移和电荷传输能力,可以应用于光伏电池。具体内容如下: 1.采用Gilch反应自聚合成含硝基和亚胺基的聚苯撑乙烯A。引入吸电子基硝基,可以有效降低LUMO能级,有利于电荷的分离;引入富电子基亚胺基,可以升高HOMO能级,得到一个较大的开路电压;A的HOMO能级为-5.45eV,LUMO能级为-2.96eV,能隙为2.49eV,比PPV降低了0.61eV。 2.采用Gilch反应合成含硝基、亚胺基和烷氧基的聚苯撑乙烯B1和B2,两单体含量之比分别为1∶3和1∶6。烷氧基可以改善聚合物的溶解性能,拓宽使其吸光范围。B1、B2在溶液中的紫外最大吸收在478、417nm附近,与A相比发生了明显的红移;B1、B2的HOMO能级分别为-5.55和-5.55eV,LUMO能级为-2.54和-2.53eV,能隙分别为3.01和3.02eV。共聚后B1、B2的溶解性优于A。 3.采用Gilch反应合成含硝基、亚胺基的超支化聚苯撑乙烯C1和C2,三官能团单体和二官能团之比分别为1∶3和1∶6。超支化结构的引入,可产生不可逆的电荷传输,减少电荷复合的可能性,提高非辐射衰减过程的外部量子效率。C1、C2的HOMO能级分别为-5.55和-5.61eV,LUMO能级为-2.52和-2.48eV,能隙分别为3.04和3.13eV;与C1相比,C2具有较好的溶解性。 4.采用Gilch反应合成了含硝基、亚氨基和芴片段的聚苯撑乙烯D1和D2,芴单体与硝基、亚氨基单体含量之比分别为1∶3和1∶6。芴具有刚性平面,热稳定性好。芴的9号位进行烷基取代,极大改善了聚合物的溶解性。D1、D2的HOMO能级分别为-5.59和-5.58eV,LUMO能级为-2.56和-2.69eV,能隙分别为3.03和2.98eV。

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