一种基于有机金属配合物的新型电子受体的合成及其光电性质

发布时间：2021-10-27 07:54

　　以三（8-羟基喹啉）铟为母体化合物,设计合成了一种新型的非富勒烯受体——三[4-（（1-2-乙基己基吲哚-2-酮-3-基）亚甲基）-8-羟基喹啉]铟（In（4OQ）₃）。采用¹H NMR对In（4OQ）₃结构进行了表征,并研究其热性能及光电性能。结果表明:In（4OQ）₃具有良好的热稳定性,其HOMO能级为-5.72eV,LUMO能级为-3.44eV。相较于富勒烯受体如PC61BM,In（4OQ）₃在可见光区域有更强的吸收,吸收带边可以达到551nm。以P3HT为给体、In（4OQ）₃为受体制备的有机太阳能电池,表现出明显的光伏响应。这是有关8-羟基喹啉金属配合物作为有机太阳能电池受体的首例文献报道。 

【文章来源】：材料科学与工程学报. 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

In(4OQ)3的合成路线

经过3步反应，成功合成了In(4OQ)3，采用1 H NMR表征其分子结构（图2）。对比配体与配合物的核磁谱图，我们发现两者的所有核磁峰都基本类似，但化学位移发生了一些变化，说明配体与In3+络合成功。同时，还发现配合物的三个配体上的H原子的化学环境一致，它们在空间上是完全等价的，证明In(4OQ)3的分子结构是facial异构体[18]。由于引入了可溶性基团———2-乙基己基，In(4OQ)3的溶解性得到大幅改善，在氯仿、氯苯等常用溶剂中的溶解度大于60mg/mL，因此便可采用溶液法来制备光电器件。3.2 热性能

在N2氛围下，以10℃min-1升/降温速率测试In(4OQ)3的热失重（TGA）曲线和DSC曲线（图3）。以样品产生5%的质量损失时所达到的温度为分解温度Td，从TGA图中可以得知In(4OQ)3的热分解温度为234℃。而从DSC图可以看到，In(4OQ)3在测量温度区间（45～200℃）并未有吸热或放热峰出现，表明配合物在该温度区间内没有发生诸如熔融或结晶等相转变，说明In(4OQ)3是无定形固体。上述结果证明In(4OQ)3具有可用于太阳能电池的良好热稳定性。3.3 能级结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]P3HT聚集体结构对有机太阳电池效率的影响[J]. 代帅,陈红征.  材料科学与工程学报. 2017(04)
[2]新型窄带隙聚方酸菁的合成与光电性质[J]. 王承哲,施敏敏,陈红征.  材料科学与工程学报. 2012(03)
[3]采用Li3Nn型掺杂层作为电子注入层的OLED器件研究[J]. 崔国宇,李传南,李涛,张睿,侯晶莹,赵毅,刘式墉.  光子学报. 2011(02)
[4]氟代Alq3衍生物的热稳定性及聚集态结构[J]. 林家军,施敏敏,施跃文,汪茫,陈红征.  材料科学与工程学报. 2008(01)
[5]三（8-羟基喹啉）铝（Alq3）发光性能的调控[J]. 陈红征,施跃文,施敏敏,林家军,汪茫.  材料科学与工程学报. 2006(04)



本文编号：3461185