含给—受体结构的交替共聚物的合成和表征

论文摘要

由于有机光电材料比无机光电材料具有更多的优点,如今已成为当今光电信息功能材料领域的研究热点之一。具有给-受体结构的聚合物（p-n copolymers）由于其光电性质可以通过分子间的的电荷转移来进行调节,并且这类材料能够有效改善材料电子和空穴的注入平衡,改进电子和空穴的传输性能,调控载流子的传输性质,从而有利于提高器件的性能。因此,具有给受体结构的材料在有机光电子领域如有机发光二极管、场效应管、有机太阳能电池等方面得到广泛应用。本文合成了一系列星型含D-A共轭结构的有机聚合物分子,并研究了它们的光电性能。主要的研究工作包括以下两部分内容：第一部分,通过Suzuki偶联的方法设计合成了一系列以三苯胺为核的聚合物（TPACzB）,初步研究了它们的紫外可见光谱、荧光光谱,对其中代表性化合物进行了电化学和热性能分析,通过循环伏安法测得了物质的氧化还原电位计算出HOMO轨道能级,进一步得到了LUMO能级,表明该化合物具有比较好的空穴注入传输性能。热性能的TG和DTA曲线说明化合物稳定性好,具有较高的Tg值,因此该类材料是期望的良好的空穴注入传输材料。第二部分,星形寡聚物的合成与表征。与高聚物相比,寡聚物分子的共轭长度和结构明确,易于提纯。有利于对材料的结构与性能关系进行研究。为了实现载流子的输入平衡,同时避免因分子间聚集形成激基缔合物,设计了星形寡聚物分子。将贫电子基团TBT单元通过Suzuki偶联的方法连接在三苯胺上,成功合成了目标寡聚物分子。并对它们的紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱进行了初步研究。对化合物进行的电化学和热性能分析,表明该化合物比合成得到的星状共聚物能带隙更低,具有更好的空穴注入传输性能。同时热性能TG和DTA曲线说明化合物稳定性好,具有较高的Tg值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 有机半导体及其能级工程
• 1.2.1 有机半导体简介
• 1.2.2 有机半导体的能级调控
• 1.3 含Donor-Acceptor结构的交替共聚物的研究进展
• 1.3.1 含D-A结构交替共轭聚合物的合成方法
• 1.3.2 不同给体单元的交替共聚物
• 1.4 本课题的研究思路
• 第二章 含咔唑基超支化聚合物的合成与性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 合成部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚合物的设计合成和结构
• 2.3.2 聚合物的热性能表征
• 2.3.3 聚合物的光物理性质
• 2.3.4 聚合物的电化学性
• 2.4 小结
• 第三章 含给受体的星形共轭寡聚物的合成及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 仪器
• 3.2.3 合成部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结构、热性能与光学性能表征
• 3.3.2 电化学性能
• 3.4 小结
• 第四章 全文总结
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢