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相似文献
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1.
选用苯并二噻吩(BDT)类衍生物作为给体单元D,并选用噻吩并吡咯二酮(TPD)类衍生物(A1)和噻吩并吡嗪(TP)类衍生物(A2)作为共同的受体单元,通过Stille偶联聚合制备了-(DA_1)_m-(D-A_2)_n-型三元无规共聚物,并同时合成了基于BDT和TP的二元共聚物。采用核磁共振氢谱(1 H-NMR)、凝胶液相色谱(GPC)和热重(TG)表征聚合物的结构与性能;采用紫外-可见光谱和循环伏安法测试聚合物的光电性能,研究了以这类聚合物为给体材料制备的太阳能器件的光伏性能。结果表明:三元无规共聚物具有较高的相对分子量和热稳定性,在太阳光范围具有强而宽的吸收,同时具有相对较低的最高电子占用轨道HOMO和最低电子占用轨道LUMO能级。基于三元无规共聚物P2的器件,其光电转换效率可达到1.22%,优于相应的二元共聚物P1的1.15%。  相似文献   

2.
利用具有准单分子层灵敏度的和频振动光谱(SFG)、原子力显微镜(AFM)和接触角(CA)测定技术研究链结构和溶剂对苯乙烯(S)/丁二烯(B)嵌段共聚物表面准分子层化学结构形成的影响.结果表明,两嵌段共聚物SB比三嵌段共聚物SBS更有利于聚丁二烯(PB)组分在膜表面富集.利用PB的选择性溶剂环己烷做溶剂时,SB膜表面层完全由纯的PB组分组成,而SBS表面则是聚苯乙烯(PS)与PB二组分共存.利用PS的选择性溶剂甲苯做溶剂时,SB与SBS表面都是PS与PB二组分共存,其中SBS表面PS组分的含量更高.原因是由于溶剂影响嵌段共聚物分子在溶液中的构象从而影响溶剂挥发后聚合物表面结构的形成.  相似文献   

3.
本文简要回顾了本人在中科院化学所30年的研究历程,重点介绍了在共轭高分子(包括导电聚吡咯电化学、聚合物发光电化学池(LEC)和共轭聚合物给体光伏材料)方面的研究成果。在导电聚吡咯电化学方面,对导电聚吡咯的电化学制备和电化学性质进行了深入研究,阐明了各种电化学聚合条件对制备的导电聚吡咯电导和力学强度等的影响,发现电解液溶剂给电子性(Donor number)对吡咯电化学聚合制备的导电聚吡咯电导的影响:溶剂Donor number越小制备的导电聚吡咯电导越高;使用非离子表面活性剂添加剂在水溶液中制备出表面非常光滑和高力学强度的导电聚吡咯薄膜;对于吡咯电化学聚合提出了电解液阴离子参与的阳离子自由基聚合机理,并推到出吡咯电化学聚合反应的动力学方程;发现在NaNO3水溶液中电化学聚合制备的导电聚吡咯除存在主链氧化、对阴离子掺杂结构外,还存在质子酸掺杂结构;阐明了导电聚吡咯在水溶液中电化学还原和再氧化的机理及其电化学过程的可逆性和稳定性,以及导电聚吡咯在有机电解液中特殊的第一次还原和再氧化的机理。在LEC方面,通过交流阻抗法确认了LEC的电化学掺杂机理和p-i-n结构,合成了多种适用于LEC的主链带离子导电单元的兼具离子导电性的发光嵌段共聚物,避免了LEC活性层中存在的发光聚合物和离子导电聚合物的分相问题;使用离子液体作为电解质制备了室温准冷冻p-i-n结LEC,改善了LEC的电致发光性能。在共轭聚合物给体光伏材料方面,我们提出了通过共轭侧链来拓宽聚合物吸收和提高空穴迁移率的分子设计思想,设计和合成了一系列带共轭侧链的二维共轭聚噻吩衍生物以及基于二噻吩取代苯并二噻吩的窄带隙高效二维共轭聚合物给体光伏材料。我们使用烷硫基取代进一步降低了这类二维共轭聚合物的HOMO能级从而进一步提高了其光伏性能。最后介绍了本组二维共轭聚合物给体光伏材料在非富勒烯聚合物太阳能电池方面的最新研究进展。  相似文献   

4.
根据传统的侧链型液晶聚合物理论,在液晶基元和主链之间必须有柔性链相连。最近我们设计并合成了单体为2,3-双(对烷氧基苯甲酰氧基)苯乙烯的侧链液晶聚合物,该聚合物突破了文献[1]的理论,把液晶基元从重心位置横挂于主链之上,其间无柔性链段,只以单键相接。我们用喇曼光谱研究了该新型侧链液晶聚合物,表明它存在上述结构特点。  相似文献   

5.
甲壳型液晶聚合物(mesogen-jacketed liquid crystal polymer,MJLCP)是1987年由周其凤教授[1]首先提出的概念.从化学结构看,甲壳型液晶聚合物属于侧链型,由烯类单体经链式聚合制得,容易得到高分子量的产物,具有一般柔性侧链型液晶聚合物的一些优点.但是与柔性侧链型液晶聚合物不同的是,MJLCP分子中的刚性液晶基元是通过腰部或重心位置与主链相联结的,在主链与刚性液晶基元的侧基之间只有很短或者没有柔性间隔基.由于在这类液晶聚合物的分子主链周围空间内刚性液晶基元的密度很高,分子主链被由液晶基元形成的外壳所包裹并被迫采取相对伸直的刚性链构象.因此,这类液晶聚合物又和主链型刚性链液晶聚合物相似,具有较明显的链刚性.近年来,周其凤课题组围绕甲壳型液晶聚合物深入开展了分子设计与合成、分子结构与性能等多方面的研究.其中,设计合成具有特定功能的甲壳型液晶聚合物是在以往研究工作和学科交叉融合的基础上发展起来的一项新的研究工作.将一些有特殊功能的基团引入到甲壳型液晶聚合物中会使其具有崭新的特性.  相似文献   

6.
近期研究发现两亲性嵌段共聚物刷能引发“有序自发乳化”,一步法制备有序多孔光晶微球.上述研究主要基于侧链为线形聚合物的嵌段共聚物刷,而侧链拓扑结构变化对乳液受限自组装的影响尚不明确.本工作中设计合成了亲水和疏水的降冰片烯基楔形单体,并通过顺序开环易位聚合(ROMP)成功合成了一类两亲性树枝状嵌段共聚物刷.通过核磁氢谱(1H-NMR)清晰表征了产物的化学结构,凝胶渗透色谱(GPC)表明共聚物的分子量呈较窄的单峰分布,聚合反应过程具有较好的可控性.通过改变单体和催化剂的比例获得不同分子量的共聚物刷,利用凝胶渗透色谱联用光散射(GPC-MALS)研究了侧链结构对聚合物溶液构象的影响,结果显示一代树枝状共聚物刷表现为无规线团构象,而二代产物则呈现棒状构象,单个聚合物链的原子力(AFM)表征证实了上述结果.  相似文献   

7.
采用大单体与小单体共聚的技术,通过自由基引发溶液聚合,合成了一系列水溶性梳状聚合物———聚丙烯酸接枝聚乙二醇单甲醚(PAA-g-mPEG).制备过程分两步进行,首先合成大单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯,然后将大单体与丙烯酸单体共聚,合成了梳状聚合物.通过控制反应条件,获得了一系列主链和支链组成比不同的接枝共聚物.用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了共聚物的结构,并对其侧链的结晶行为进行了研究.采用差热扫描量热法(DSC)表征并分析了不同侧链长度的mPEG的热性能及其结晶情况.利用相差显微镜和原子力显微镜(AFM)观察薄膜的结晶形貌,表明梳状聚合物的侧链mPEG在受限条件下的薄膜结晶形貌为高度支化的晶体,初步分析了mPEG链长及其在共聚物中的重量百分含量对晶体形貌的影响.  相似文献   

8.
合成了一种含有长柔性间隔基和氰基三联苯液晶基元的发光性聚噻吩衍生物{—[thiopheneyl—CH2—COO—(CH2)6—O—terphenyl—CN]n—, PT(6)TPhCN}. 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、核磁共振(1HNMR)、差示扫描量热(DSC)仪、偏光显微镜(POM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光(PL)光谱对单体和聚合物的结构及性质进行了表征. 单体都呈现出良好的液晶性能, 由于长间隔基的存在, 聚合物PT(6)TPhCN也呈现出良好SmAd相. 氰基三联苯的存在还赋予了聚合物良好的光致发光性能, 同时, 长间隔基也有效地降低了分子间的相互作用, 进一步增强了聚合物的发光性能. 另外, 研究发现, 在未引入任何手性元素的情况下, 聚合物主链在圆二色(CD)光谱中还呈现出明显的Cotton 效应, 这可能是由于大体积液晶基元的位阻效应和取向作用, 液晶基元环绕主链进行取向的同时诱导聚噻吩主链在长程范围内呈螺旋取向.  相似文献   

9.
核壳型含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能   总被引:5,自引:1,他引:4  
采用饥饿态半连续种子乳液聚合方法, 在十二烷基硫酸钠(SDS)/辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-10)复合乳化剂的作用下, 分别选用甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEM)、甲基丙烯酸六氟正丁酯(HFBM)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为含氟单体, 合成以丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和含氟单体为原料的核壳型结构含氟丙烯酸酯共聚物乳液. FTIR, 1H NMR, TEM和DSC分析结果显示, 获得了BA/MMA/含氟单体的共聚物乳液, 且乳液具有明显的核壳结构. DSC, TGA和SEM-EDX的分析显示, 核壳型结构的共聚物具有优异的热力学稳定性能和成膜性能; 长侧链或短侧链含氟单体对共聚物的热稳定性影响不明显, 但侧链较长的含氟单体所获得的聚合物在成膜过程中更易向表面迁移, 更能体现含氟聚合物的优点.  相似文献   

10.
光敏感双亲性梳状SMA聚合物的合成及其胶束化   总被引:1,自引:0,他引:1  
以含香豆素型苯乙烯类光敏单体(coumarin-containing styrene monomer, CS)与苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为反应单体, 以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了光敏感三元苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)双亲交替聚合物P(St/CS-alt-MA), 再利用羧酸酐基元与正辛胺的室温胺解反应获得光敏感双亲性梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA8). 用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、1H核磁共振(1H-NMR)等对该双亲梳状聚合物进行结构表征. 通过香豆素基元的光二聚作用, 使梳状聚合物溶解在DMSO中进行光照预交联; 非交联与预交联聚合物分别在选择性溶剂中自组装形成胶束; 利用羧酸基元与NaOH的离子化作用改变聚合物胶束的亲疏水性质. 动态激光光散射(DLS)与芘荧光探针实验表明预交联聚合物胶束较非交联胶束粒径大, 负载芘的能力强; 离子化作用使聚合物胶束解离重组成粒径更小的胶束, 但预交联胶束较非交联胶束小, 离子化后胶束疏水微区更加紧密, 负载芘的能力也增大.  相似文献   

11.
A series of novel low band gap donor-acceptor (D-A) type organic co-polymers (BT-F-TPA,BT-CZ-TPA and BT-SI-TPA) consisting of electron-deficient acceptor blocks both in main chains (M1) and at the pendant (M2) were polymerized with different electron rich donor (M3-M5) blocks,i.e.,9,9-dihexyl-9H-fluorene,N-alkyl-2,7-carbazole,and 2,6-dithinosilole,respectively,via Suzuki method.These polymers exhibited relatively low band gaps (1.65-1.88 eV) and broad absorption ranges (680-740 nm).Bulk heterojunction (BHJ) solar cells incorporating these polymers as electron donors,blended with [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PC61BM) or [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM) as electron-acceptors in different weight ratios were fabricated and tested under 100 mW/cm2 of AM 1.5 with white-light illumination.The photovoltaic device containing donor BT-SI-TPA and acceptor PC71BM in 1:2 weight ratio showed the best power conversion efficiency (PCE) value of 1.88%,with open circuit voltage (Voc) =0.75 V,short circuit current density (Jsc) =7.60 mA/cm2,and fill factor (FF) =33.0%.  相似文献   

12.
Two new two‐dimensional conjugated copolymers that contain diketopyrrolopyrrole and thiophene with different π conjugation lengths as side chains, called PDPPMTD and PDPPBTD , were designed and synthesized for use in polymer solar cells (PSCs). The resulting copolymers in the thin film state displayed broad absorption in the visible range with an absorption edge at over 1000 nm, and both had relatively low‐lying HOMO levels, at ?5.20 and ?5.18 eV for PDPPMTD and PDPPBTD , respectively. The power conversion efficiency (PCE) of the PSC that was based on PDPPBTD /PC61BM (w/w = 1:2) reached 4.10 % with a Jsc of 14.5 mA/cm2, a Voc of 0.59 V and an FF of 48%, while PDPPMTD /PC61BM (w/w = 1:2) had a PCE of 2.96% with a Jsc of 12.6 mA/cm2, a Voc of 0.60 V, and an FF of 39%. These results indicate that subtle tuning of the chemical structure can significantly influence Jsc and FF. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2015 , 53, 2878–2889  相似文献   

13.
以钛酸四丁酯为钛源,无水乙醇为溶剂,通过碳球模板法制备出直径为200nm、壳厚20~25nm的TiO2空心球(HS).通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附脱附等对产物的形貌、晶相组成、孔结构和紫外-可见光谱性质进行了表征,结果显示所制备的锐钛矿相TiO2空心微球是由初级结构纳米级TiO2晶粒构成的.将这种TiO2空心球应用于染料敏化太阳电池(DSSC)领域可以提高光阳极对光的散射.通过制备P25/HS-TiO2双层膜电极,相比单纯的P25纳米晶电极(Jsc=13.5mAcm?2,Voc=0.653V,FF=0.53,η=4.95%)可以得到更高的光电转化效率(Jsc=15.79mAcm?2,Voc=0.653V,FF=0.55,η=6.66%).  相似文献   

14.
Four new D—A type copolymers with 2D‐conjugated side‐chain identified PfToBT, PbToBT, PfTDPP and PbTDPP, containing two acceptors 4,7‐dithien‐2‐yl‐benzo[c][1,2,5]thiadiazole (DTBT), and diketopyrrolopyrrole (DPP) linked by thiophene donors, are obtained using Pd‐catalyzed Stille‐coupling reaction. These polymers show a broad visible‐near‐infrared absorption band (Eg = 1.79–1.66 eV) and possess a relatively low‐lying HOMO level at ?5.34 to ?5.12 eV. All the polymer:PC70BM blend films showed edge‐on structure and have similar dπ‐spacing values. According to the structure of conjugated side‐chain, the vertical distributions of polymer chains and PC70BM within the BHJ (bulk heterojunction) were different. When DPP used as an acceptor, conjugated side chains of the polymer coexisted with PC70BM in same position. The BHJ film prepared from PfToBT, PbToBT had a discontinuous network between polymer and PC70BM, whereas films from PfTDPP and PbTDPP formed continuous and evenly distributed network between them. This optimized vertical morphology promotes hole transport along respective pathways of polymers and fullerenes in the vertical direction, leading to high JSC. PbTDPP shows PCE up to 2.9% (Jsc of 9.4 mA/cm2, Voc of 0.68 V, and FF of 0.44). © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2016 , 54, 2746–2759  相似文献   

15.
N,N-二苯基取代的芳炔化合物的合成及光伏性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
方敬坤  俞宪  杨鑫  李文风  安德烈 《有机化学》2012,32(7):1261-1269
以简单原料出发,通过Sonogashira偶联反应和三甲基硅基(TMS)的保护与脱保护,合成了一系列N,N-二苯基取代的芳炔化合物SC1~SC5.这类化合物是以N,N-二苯基为电子给体,羧基为电子受体,芳香炔体系为共轭桥的染料.将化合物SC5吸附到TiO2膜上制备成有机染料敏化太阳能电池,在AM 1.5,100 mW/cm2的模拟太阳光下,电池的光电转换效率(IPCE)值最大达到64%,而且在350~580 nm的范围内都可达到50%以上.电池的短路电流密度Jsc=8.0mW/cm2,开路电压Voc=0.75 V,填充因子为FF=0.70,总光电转换效率η=4.2%.  相似文献   

16.
Over the past decades, polymer solar cells (PSCs) which contain conjugated polymers as electron donor and/or acceptor materials in active layers have achieved the power conversion efficiency (PCE) over 17%. Among them, tremendous alternative donor‐acceptor (D‐A) type conjugated copolymers have been reported as donor materials. Nevertheless, plenty of rooms still exist to further improve the photovoltaic performance for practical applications. Besides the exploration of the increasingly challenging novel D and/or A monomers to construct new D‐A copolymer donors, conjugated random terpolymer donors which involve a third existing monomer (D or A) provide an extra simple promising strategy to promote the photovoltaic performance to a higher level. Herein, recent progress on random terpolymer donors for efficient PSCs was reviewed. Firstly, random terpolymer donors were classified by several typical molecular building blocks. Then, the influences of the third monomer on various random terpolymers were highlighted according to the enhancement of light‐harvesting ability, modification of energy levels and optimization of the bulk‐heterojunction (BHJ) morphology. Finally, several issues which might be concerned in future research on random terpolymer donors were proposed. This review may be helpful for providing guidelines to design efficient random terpolymer donors as well as better‐understanding of the structure‐property‐performance correlations towards high performance PSCs via random terpolymer approach.  相似文献   

17.
综述了以p-型共轭聚合物为给体、n-型有机半导体为受体的非富勒烯聚合物太阳电池光伏材料最新研究进展,包括n-型共轭聚合物和可溶液加工小分子n-型有机半导体(n-OS)受体光伏材料,以及与之匹配的p-型共轭聚合物给体光伏材料.介绍的n-型共轭聚合物受体光伏材料包括基于苝酰亚胺(BDI)、萘酰亚胺(NDI)以及新型硼氮键连受体单元的D-A共聚物受体光伏材料,目前基于聚合物给体(J51)和聚合物受体(N2200)的全聚合物太阳电池的能量转换效率最高达到8.26%.n-OS小分子受体光伏材料包括基于BDI和NDI单元的有机分子、基于稠环中心给体单元的A-D-A型窄带隙有机小分子受体材料等.给体光伏材料包括基于齐聚噻吩和苯并二噻吩(BDT)给体单元的D-A共聚物,重点介绍与窄带隙A-D-A结构小分子受体吸收互补的、基于噻吩取代BDT单元的中间带隙二维共轭聚合物给体光伏材料.使用中间带隙的p-型共轭聚合物为给体、窄带隙A-D-A结构有机小分子为受体的非富勒烯聚合物太阳电池能量转换效率已经突破12%,展示了光明的前景.最后对非富勒烯聚合物太阳电池将来的发展进行了展望.  相似文献   

18.
通过Stille反应合成了一系列含有均苯四甲酸二酰亚胺受体单元的共轭聚合物P1~P7.该系列聚合物在常见有机溶剂中溶解性良好,在370~600 nm范围内有较强吸收.通过循环伏安法测量其LUMO能级范围在-3.66~-3.90 eV之间,HOMO能级在-5.25~-6.17 eV之间,在同类分子中接近最低值.通过改变主链中噻吩单元的数量和给电子单元,可以调节分子的能隙,使其电化学能隙在2.45~1.55 eV范围内变化.将含均苯四甲酸二酰亚胺受体单元的P1~P7应用于有机太阳能电池中,作为给体材料与PC61BM共混制成本体异质结聚合物电池,器件开路电压普遍较高.其中基于均苯四甲酸二酰亚胺与二噻吩并噻咯的聚合物P7的器件,在AM 1.5 G,86 mW/cm2光照条件下,开路电压为0.72 V,短路电流为1.22 mA/cm2,能量转换效率为0.27%.  相似文献   

19.
Alkyl-functionalized organic dyes for efficient molecular photovoltaics   总被引:1,自引:0,他引:1  
We designed and synthesized new alkyl-functionalized organic dyes, MK-1 and MK-2, for dye-sensitized solar cells (DSSCs). Based on the MK-2 dye, a high performance of efficiency (eta, 7.7%; short-circuit current density Jsc = 14.0 mA cm-2, open-circuit voltage Voc = 0.74 V, and fill factor FF = 0.74) was achieved under AM 1.5 G irradiation (100 mW cm-2). Remarkably, the relatively higher Voc for DSSCs based on MK-1 and MK-2 dyes, which have long alkyl chains, were observed among the organic dyes caused by the increasing of the electron lifetime in the conduction band of TiO2. Our molecular design of alkyl-functionalized dyes strongly suggests the promising performance of molecular photovoltaics based on organic dyes.  相似文献   

20.
《中国化学》2018,36(4):280-286
We successfully designed and synthesized two BDT‐BT‐T (BDT=benzo[1,2‐b:4,5‐b']dithiophene, BT‐T=4,7‐dithien‐2‐yl‐2,1,3‐benzothiadiazole) based polymers as the electron donor for application in all‐polymer solar cells (all‐PSCs). By adopting N2200 as the electron acceptor, we systematically investigated the impact of fluorination on the charge transfer, transport, blend morphology and photovoltaic properties of the relevant all‐PSCs. A best power conversion efficiency (PCE) of 3.4% was obtained for fluorinated PT‐BT2F/N2200 (BT2F=difluorobenzo[c][1,2,5]thiadiazole) all‐PSCs in comparison with that of 2.7% in non‐fluorinated PT‐BT/N2200 (BT=benzothiadiazole) based device. Herein, all‐polymers blends adopting either non‐fluorinated PT‐BT or fluorinated PT‐BT2F exhibit similar morphology features. In depth optical spectrum measurements demonstrate that molecular fluorination can further enhance charge transfer between donor and acceptor polymer. Moreover, all‐polymer blends exhibit improved hole mobilities and more balanced carriers transport when adopting fluorinated donor polymer PT‐BT2F. Therefore, although the PCE is relatively low, our findings may become important in understanding how subtle changes in molecular structure impact relevant optoelectronic properties and further improve the performance of all‐PSCSs.  相似文献   

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