利用二硫富瓦烯 (DTF)、四硫富瓦烯 (TTF)单元特有的自组装性能,制得DTF、TTF并二噻吩和DTF、TTF并二噻唑,将其与acceptor单元结合,得到具有D-A交替结构共轭聚合物,此类聚合物可很容易实现长程有序的π-π堆积,进而表现出好的载流子迁移能力。因此,可以将其用于有机场效应晶体管中。同时,利用此类D-A结构聚合物具有宽的吸收光谱,也可以将其用于有机太阳能电池中。另一方面,在DTF、TTF单元接上酰亚胺单元制得具有D-A结构的DTF单体,其通过与donor单体共聚,合成具有acceptor侧链和donor主链结构的共轭聚合物。研究此类具有acceptor侧链和donor主链结构聚合物与D-A交替聚合物的结构差异对它们的光伏性质和载流子迁移能力的影响,为设计具有好的光电性能聚合物材料提供新的思路和研究基础,以期有机光电器件的性能取得一定突破。
Dithiafulvalens;π-π Stacking;Organic solar cell;Organic field effecttransistor;conjugated polymer
本项目合成了三类具有不同donor-acceptor(D-A)共轭结构的二硫富瓦烯(DTF)共轭聚合物。一个是带有DTF单元的并二噻吩与苯并噻二唑共聚,得到具有D-A交替共轭结构的聚合物。另外一个是将带有DTF单元的并二吡啶与苯并噻二唑共聚,得到的聚合物具有吸电子主链和供电子侧链。最后一个是在并二噻吩DTF单元上接有一个二酰亚胺单元,然后此单体通过自聚,得到具有供电子主链和吸电子侧链的共轭聚合物。第一种聚合物具有很宽的吸收,带隙只有1.18 eV。理论计算显示该聚合物具有很好的共平面结构。此聚合物用于有机场效应晶体管中,其空穴迁移率为0.14 cm2 V-1 s-1。而后两种聚合物却表现出相对较窄的吸收,理论计算显示此两种D-A共轭聚合物的单体之间存在着相对较大扭曲。