美國化學(xué)會志報道化學(xué)所導(dǎo)電聚合物研究成果
2007-06-28 來源：中國聚合物網(wǎng)
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在國家自然科學(xué)基金委、科技部、中國科學(xué)院的大力支持下，中科院化學(xué)所有機固體院重點實驗室研究人員與美國佐治亞理工大學(xué)科研人員合作，設(shè)計合成了既具有高電子遷移率又具有寬波段吸收的n-型黑色導(dǎo)電聚合物，并用它構(gòu)筑了高操作性能的有機場效應(yīng)晶體管和全聚合物太陽能電池，部分研究成果發(fā)表在美國化學(xué)會志(J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(23), 7246－7247)上。
酰亞胺小分子具有低的LUMO能級和高的電子遷移率，常用于制備有機場效應(yīng)晶體管和有機太陽能電池。然而它不能吸收近紅外波段的太陽光。另一方面，稠環(huán)噻吩具有共平面結(jié)構(gòu)，有利于分子有序排列和遷移率的提高。研究人員把？酰亞胺和稠環(huán)噻吩共聚得到了黑色的交替共聚物。缺電子酰亞胺和富電子稠環(huán)噻吩之間的電子轉(zhuǎn)移把吸收拓展到近紅外區(qū)域。用合成的聚合物作為半導(dǎo)體層構(gòu)筑了n-型場效應(yīng)晶體管，它具有高電子遷移率(1.3 10-2 cm2V？1s？1)、高開關(guān)比(>104)和低閾值電壓(4.4 V)等特點，是溶液加工的n-型場效應(yīng)晶體管中性能最佳的器件之一。研究人員還用這一聚合物作受體，與聚噻吩衍生物給體共混，構(gòu)筑了全聚合物共混太陽能電池，器件在模擬太陽光(AM1.5, 100 mW/cm2)下的能量轉(zhuǎn)化效率超過1%，這也是文獻(xiàn)報道的全聚合物共混效率最高的太陽能電池之一。
n -型有機半導(dǎo)體材料是構(gòu)筑有機光電子器件如發(fā)光二極管、場效應(yīng)晶體管和太陽能電池中活性層的重要材料。相對于p-型有機半導(dǎo)體材料而言，n-型有機半導(dǎo)體材料比較缺乏，特別是具有高電子遷移率的n-型導(dǎo)電聚合物更為少見。
酰亞胺小分子具有低的LUMO能級和高的電子遷移率，常用于制備有機場效應(yīng)晶體管和有機太陽能電池。然而它不能吸收近紅外波段的太陽光。另一方面，稠環(huán)噻吩具有共平面結(jié)構(gòu)，有利于分子有序排列和遷移率的提高。研究人員把？酰亞胺和稠環(huán)噻吩共聚得到了黑色的交替共聚物。缺電子酰亞胺和富電子稠環(huán)噻吩之間的電子轉(zhuǎn)移把吸收拓展到近紅外區(qū)域。用合成的聚合物作為半導(dǎo)體層構(gòu)筑了n-型場效應(yīng)晶體管，它具有高電子遷移率(1.3 10-2 cm2V？1s？1)、高開關(guān)比(>104)和低閾值電壓(4.4 V)等特點，是溶液加工的n-型場效應(yīng)晶體管中性能最佳的器件之一。研究人員還用這一聚合物作受體，與聚噻吩衍生物給體共混，構(gòu)筑了全聚合物共混太陽能電池，器件在模擬太陽光(AM1.5, 100 mW/cm2)下的能量轉(zhuǎn)化效率超過1%，這也是文獻(xiàn)報道的全聚合物共混效率最高的太陽能電池之一。
n -型有機半導(dǎo)體材料是構(gòu)筑有機光電子器件如發(fā)光二極管、場效應(yīng)晶體管和太陽能電池中活性層的重要材料。相對于p-型有機半導(dǎo)體材料而言，n-型有機半導(dǎo)體材料比較缺乏，特別是具有高電子遷移率的n-型導(dǎo)電聚合物更為少見。
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（責(zé)任編輯：曉靖）
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