含芳胺或吡咯并吡咯二酮的聚合物合成及光電性能研究.pdf

1、目前，全球面臨的主要能源問題是化石燃料即將耗盡和能源危機,因此，21世紀全球的主要挑戰(zhàn)是開發(fā)清潔、可持續(xù)利用能源和大力發(fā)展節(jié)能技術。有機太陽能電池(OSCs)因為能夠有效利用清潔和可再生能源太陽能，所以很有希望替代化石燃料。有機發(fā)光二極管(OLED)，由于其在節(jié)能上的應用，也吸引了人們的極大關注。
　　本論文的出發(fā)點是：設計合成新型的有機太陽能供體材料和有機電致發(fā)光材料，系統(tǒng)研究材料分子結構與器件性能關系。研究內容主要包括：

2、>　　1.設計合成一種側鏈掛接吡咯并吡咯二酮受體的側鏈供體-受體(D-A)聚合物光伏材料(PBDT-TDPP-S)。聚合物PBDT-TDPP-S具有良好溶解性和較低的HOMO能級(?5.34eV)，同時，聚合物PBDT-TDPP-S具有較高和平衡的載流子遷移率。通過構建結構為ITO/PEDOT:PSS/PBDT-TDPP-S:PC71BM/LiF/Al的光伏器件，器件最大能量效率達到4.89％，其中，開路電壓為0.84V,短路電流為10

3、.04mAcm-2,更重要的是，器件填充因子達56%，是目前文獻報道的側鏈D-A型聚合物光伏材料最高值。
　　2.設計合成一種側鏈主鏈同時連接吡咯并吡咯二酮受體的三元共聚物光伏材料(PTh-BDT-2DTDPP)。聚合物PTh-BDT-2DTDPP具有寬光譜響應(300-850nm)，通過構建結構為ITO/PEDOT:PSS/PTh-BDT-2DTDPP:PC61BM/LiF/Al的光伏器件，器件最大能量效率達到4.36%，其中，

4、開路電壓為0.78V,短路電流為10.47mAcm-2,填充因子達53%。
　　3.設計合成兩種側鏈掛接三苯胺或噻吩功能基的苯并二噻吩-苯并吡嗪共聚物光伏材料。側鏈掛接三苯胺功能基聚合物(P2)展現出更好光伏性能。通過構建結構為ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PC71BM/LiF/Al的光伏器件，基于P2:PC71BM光伏器件的最大能量效率達到3.43%，其中開路電壓為0.80V,短路電流為9.20mAcm-2，器件的

5、能量效率為噻吩功能基修飾聚合物(P1)的2.29倍。
　　4.設計合成一系列側鏈掛接空穴傳輸咔唑功能基、電子傳輸噁二唑功能基和端基掛接苯基異喹啉銥紅光配合物的聚芴類電致磷光材料。系統(tǒng)研究空穴傳輸功能基和電子傳輸功能基對材料的影響。聚合物PFCz3OXD7Ir(咔唑:噁二唑=3:7(M/M))具有最好電致發(fā)光性能，通過構建結構為ITO/PEDOT/PFCz3OXD7Ir/LiF/Al的發(fā)光器件，其器件最大電流效率達到0.59cd/A

6、，啟動電壓為6.0V,最大亮度為917cd/m2。
　　5.為了研究紅色磷光配合物引入方式、電子供體咔唑功能基和電子受體噁二唑功能基對材料性能的影響，我們設計合成三種聚芴類電致磷光材料。通過構建結構為ITO/PEDOT/polymers/LiF/Al的發(fā)光器件，聚合物P1(紅色磷光配合物掛接于芴的9位碳原子，側鏈掛接空穴傳輸咔唑功能基和電子傳輸噁二唑功能基)具有最好性能，其器件最大電流效率達到0.72cd/A，最大亮度為1398c