D-A-D型聚噻吩衍生物的合成与表征
本文选题:D-A-D型 切入点:聚噻吩 出处:《天津理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:聚合物太阳能电池研究的突破口在于改进电池活性层材料(即富电子的给体材料和缺电子的受体材料)的光电转换效率,因此需要设计合成新的聚合物做电子给体。本研究设计并合成了6种新型聚联噻吩给体,并对其相关性质进做了表征。主要内容如下:(1)设计合成了7种主要单体,分别是1,3-二溴-5-异辛基-噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(S1),1,3-双-[2,2']联噻吩-5-基-5-异辛基-噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(S2),1,3-双-(5'-溴-[2,2']联噻吩-5-基)-5-异辛基-噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(S3),4,7-二(2,2,-联噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑(S4),4,7-二(5-溴-2,2,-联噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑(S5),2,7-二-三丁基锡-9-异辛基咔唑(S6),2,7-二-三丁基锡-9-己基咔唑(S7)。(2)设计合成了6种聚合物,由1,3-双-(5'-溴-[2,2']联噻吩-5-基)-5-异辛基-噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(S3)分别与2,7-二-三丁基锡-9-异辛基咔唑(S6)、2,5-二-三甲基锡-7,7-二(2-乙基己基)-7H-3,4-二硫杂-7-硅杂-环戊[a]并环戊二烯和2,7-二-三丁基锡-9-己基咔唑(S7)经still偶联反应合成聚合物P1、P2和P3,由4,7-二(5-溴-2,2,-联噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑(S5)分别与2,7-二-三丁基锡-9-异辛基咔唑(S6)和2,5-二-三甲基锡-7,7-二(2-乙基己基)-7H-3,4-二硫杂-7-硅杂-环戊[a]并环戊二烯经still偶联反应合成聚合物P4和P5,由2,5-二-三甲基锡-7,7-二(2-乙基己基)-7H-3,4-二硫杂-7-硅杂-环戊[a]并环戊二烯与4,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂戊硼烷-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑经still偶联反应合成聚合物P6。上述所有单体均由1H NMR、13C NMR和IR进行了表征。聚合物的光学性质通过其紫外-可见吸收光谱(UV)及荧光光谱(FL)进行表征;聚合物的电化学性质通过其循环伏安曲线(CV)进行表征;聚合物的热性能通过其热重曲线(TGA)及差热曲线(DSC)进行表征。此外,利用液相凝胶色谱仪测定了聚合物的分子量。
[Abstract]:The breakthrough in the study of polymer solar cells is to improve the photoelectric conversion efficiency of the active layer materials (that is, electron-rich donors and electron-deficient receptor materials). Therefore, it is necessary to design and synthesize new polymers as electron donors. In this study, six novel polythiophene donors have been designed and synthesized, and their properties have been characterized. The main contents are as follows: 1) Seven major monomers were designed and synthesized. It is 1: 3-dibromo-5-isooctyl thiophene [34-c] pyrrole-4keto-6-diketone S1- [2O2'] dithiophene -5- 5- isooctyl thiopheno [3O4-c] pyrrolidene -46-thiothiopheno [3O4-c] pyrrolide-46-thiothiopheno (S26-dione) -dithiothiophenone (S2BX) -dithiophene-5octylthiopheno [34-c] pyrrolidene -46-dione (S3H3H3ON-47-) -dioxy-2o-2- (2-( 2-)) -dithiophene-2-dithiophene ([34-c] pyrrolidine). Six kinds of polymers were synthesized by the design and synthesis of thiophene -2-methyl-3-benzo-thiadiazolium (S4). The six polymers were synthesized by the design and synthesis of thiophene -2-butadiazolium, dibromo-2-butadiazolium, dithiophene -2-bromo-2-dithiothiadiazolium (S5), 7- di- tri#china_person0#, stannin-9- isooctylcarbazolium (S6), and the synthesis of six kinds of polymers by the design and synthesis of thiophene, thiophene and thiothiadiazolium. The separation of thiophene and dithiophene-5-dioctyl -5-isooctyl-thiopheno [34-c] pyrrole-4- (6-dione) S3 from 1ttrithiophene -dithiophene -5- bromo-bromo-bromo-dithiophene [34-c] pyrrolidine 6-diketone S3) and tri-#china_person0# stannous -9- isooctyl carbazole S6225- bis (trimethyltin) -7- 7- trimethyltin -7H-3ton-4- dithia-7Si-hetero-cyclopentyl [a] and cyclopentyl pentanolane [a]. Polymers P1OP2 and P3 were synthesized by still coupling reaction of diene and 2, 7- di- tri#china_person0# tin-9- hexyl carbazolium. The polymers P1p2 and P3 were synthesized by still coupling reaction. The polymers P1p2 and P3 were synthesized from 4h7- di- di-bromo-2o-2- dithiophene-2-halide-3- benzothiadiazole S5) and 2-7- di--tri- Azerbai_person1# tin-9- isooctyl carbazolium S6) and 2- 5- bis-tris, respectively. Polymers P _ 4 and P _ 5 were synthesized by the still coupling reaction of methyltin -7- (2-ethylhexyl) -7H-3- (4-) -disulfide -7sily- cyclopentadiene [a] and cyclopentadiene by still coupling reaction. The polymers P4 and P5 were synthesized from 2, 5- di-trimethyltin, 7- (trimethyl) tin, 7- (2-ethylhexyl) -7H-3h- (4-) -disulfura-7silyl [a] and cyclopentadiene [a] and cyclopentadiene-cyclopentyl [a] and cyclopentadiene. Polymer P6 was synthesized by still coupling reaction of alkene with 4H7-dioxopentylborane-5-tetramethyl-5-trimethyl-5-trimethyl-1-butadiene-3-benzothiadiazole. All of the above monomers were characterized by 1H-NMR-13C NMR and IR. The optical properties of the polymers were characterized by their UV-Vis. Absorption spectrum (UV) and fluorescence spectrum (FLL) were characterized. The electrochemical properties of polymers were characterized by cyclic voltammetry (CV), the thermal properties of polymers were characterized by thermogravimetric curves (TGA) and differential thermal curves (DSCS). In addition, the molecular weight of polymers was determined by liquid gel chromatography.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM914.4
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本文编号:1675112
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