聚3-己基噻吩有序薄膜的制备及结构研究

发布时间：2020-04-19 23:30

【摘要】：聚3-己基噻吩(P3HT)因为自身优异的光电特性成为最有前景的半导体聚合物之一,广泛应用于很多领域,如太阳能电池和场效应晶体管等。P3HT薄膜的形态和结构对其电荷传输性能有着显著的影响,因此精确调控薄膜形态对优化器件性能非常重要。我们利用可结晶的小分子溶剂1,3,5-三氯苯(TCB),通过表面诱导法制备了P3HT的有序结构薄膜并对其结构进行了相关研究。主要内容如下:1.表面诱导制备P3HT类球晶结构有序薄膜通过旋涂P3HT、TCB和氯仿的混合溶液,可以制备P3HT类球晶结构薄膜。在旋涂的过程中,TCB先在基底上固化成核形成球晶,随后P3HT在TCB球晶表面附生结晶得到了类似的结构,且这种类球晶中心具有特殊的“鱼眼”结构,使得P3HT类球晶结构薄膜可能呈现各向异性。以取向PE薄膜作为基底,可以诱导P3HT类球晶结构整体一致排列,形成高度取向的P3HT类球晶结构有序薄膜。且TCB的加入使得P3HT薄膜中face-on取向片晶含量增加。2.表面诱导制备P3HT纤维结构有序薄膜通过浸涂P3HT、TCB和氯仿的混合溶液,可以制备P3HT微纤结构的有序薄膜。在浸涂提拉的过程中,TCB先在基底上固化成核,并沿着提拉方向取向生长,随后P3HT在TCB纤维晶上附生结晶,形成了长轴平行于提拉方向,整体排列的微纤结构高取向薄膜。且TCB的加入诱导P3HT薄膜中face-on片晶含量增加。另外,我们探究了 P3HT纤维结构有序薄膜的取向度的影响因素,发现载体溶剂挥发越快,提拉速度越快,TCB浓度越大,制备的P3HT薄膜的取向度越高。
【图文】：

异构体,碳原子,试剂,位置

逦北京化工大学硕士学位论文逦逡逑耦合的可能性。Ｋｉｒｉｙ提出了使用表面引发的新方法，利用２－溴－５－氯代磺基－３－烷基噻逡逑吩缩聚来诱导生长区域规整的ＨＴ相连的聚３－烷基噻吩（Ｐ３ＡＴ）的导电聚合物（ＣＰ）逡逑刷ｌ２Ｇ】。Ｌｏｃｋｌｉｎ小组进一步将表面引发技术扩展到铟锡氧化物（１Ｔ０）和二氧化硅表面逡逑［２１，２２］。杨等人进一步发展了这一项工作，用在ＩＴＯ表面引发生长的聚３－甲基噻吩界面逡逑层成功地取代了本体异质结（ＢＨＪ）太阳能电池中的空穴传输层［２３］，且由于在１Ｔ０基逡逑底上Ｐ３ＭＴ共价键优异的稳定性，从旧设备中回收的Ｐ３ＭＴ／１Ｔ０层与原设备具有相似逡逑的效率。逡逑

晶体结构,烷基噻吩,三元聚合,异构体结构

逦ＨＴ－ＨＴ逦ＴＴ－ＨＴ逡逑图１－１逦（ａ）噻吩环上碳原子的编号代表与格式试剂反应获得的异构体和唾吩环上的头部和尾部逡逑的位置。（ｂ）偶联成的３－烷基噻吩的二聚体的异构体结构。（ｃ）邋３－烷基噻吩的三元聚合体的四种逡逑可能的结构【１５］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋（ａ）邋Ｔｈｅ邋ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃａｒｂｏｎ邋ａｔｏｍｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ邋ｒｉｎｇ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ邋ｔｈｅ邋ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ逡逑ｉｓｏｍｅｒｓ邋ｏｂｔａｉｎｅｄ邋ｂｙ邋ｔｈｅ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｗｉｔｈ邋ａ邋Ｇｒｉｇｎａｒｄ邋ｒｅａｇｅｎｔ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｈｅａｄｓ邋ａｎｄ邋ｔａｉｌｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ邋ｒｉｎｇ，逡逑（ｂ）邋Ｉｓｏｍｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｉｍｅｒ邋ｏｆ邋３－ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ邋ｃｏｕｐｌｅｄ，邋（ｃ）邋Ｆｏｕｒ邋ｐｏｓｓｉｂｌｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ邋ｏｆ逡逑ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒｓ邋ｏｆ邋３邋－ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ［１５ｌ逡逑１．１．２分子参数逡逑Ｆｏｒｍ邋Ｉ逦Ｆｏｒｍ邋ＩＩ逡逑＾邋Ｉｃ—逡逑ｍ逡逑图１－２邋Ｐ３ＨＴＩ型和ＩＩ型的晶体结构［２４】逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｃｒｙｓｔａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｐ３ＨＴ邋ｉｎ邋ｆｏｒｍ邋Ｉ邋ａｎｄ邋ｆｏｒｍ邋ＩＩ［２４ｌ逡逑２逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O633.5;TB383.2

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