基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征简

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物（PTTz-Si）。这种聚合物具有较窄的光学带隙（1．77 eV）、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71 CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0．76％的光电转化效率。     

噻唑橙染料的吸收光谱研究

应用紫外－可见吸收光谱，研究了核酸探针染料噻唑橙（ＴＯ）的溶液状态以及添加表面活性剂（ＤＢＳ）时对染料聚合状态的影响。通过改变噻唑橙的浓度及改变表面活性剂的浓度，研究噻唑橙的二聚体或多聚集体的解聚变化。     

氟原子对光伏聚合物性能的影响

以二(2-辛基十二烷氧基)苯并二噻吩(ODBDT)为供体单元,分别与受体单元二噻吩苯并噻二唑(DTBT)和二氟代二噻吩苯并噻二唑(DTffBT)共聚,合成了两种具有给-受体(D-A)结构的共轭聚合物PODBDT-DTBT和PODBDT-DTffBT。利用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了聚合物的光物理与电化学性能,并通过光伏性能测试研究了氟原子对聚合物太阳能电池的影响规律。结果表明,氟原子的引入使得聚合物的光学带隙变窄,溶解性变差;基于PODBDT-DTBT或PODBDT-DTffBT与PC71BM共混制备的本体异质结太阳能电池,光电转化效率分别为3.01%和2.00%。     

两种新型噻唑类双席夫碱的合成及结构

合成了两种新型噻唑类双席夫碱,5-噻唑醛缩乙二胺双席夫碱(A)和5-噻唑醛缩1,2-环己二胺双席夫碱(B),通过紫外-可见光谱、红外光谱、1 H-NMR共振谱、元素分析对其进行了结构表征.培养得到了5-噻唑醛缩1,2-环己二胺晶体,经X-射线衍射测定,该化合物属单斜晶系,空间群为P2(1)/n,晶胞参数a=11.091(6),b=17.821(10),5.492(9),β=92.97(6)°,V=305 8(3)3,Z=8.     

几种噻唑杂环偶氮类化合物的可见吸收光谱

利用密度泛函中使用Lee-Yang-Parr相关泛函的Becke三参数混合泛函(B3LYP)方法,在6-311G*基组水平下对5种噻唑杂环偶氮类化合物进行构型优化,然后用TD-DFT方法和ZINDO/S方法分别计算它们的可见吸收光谱,其结果均与实验值比较吻合;对比发现,对于最大吸收波长的计算,通过调节π-π重叠加权因子(OWFπ-π),ZINDO/S法能以较快的速度得到较好的结果;在用ZINDO/S计算的过程中,经过回归分析发现OWFπ-π与噻唑环上硫原子电荷值ZS有较好的线性关系,这一关系不仅可从量子化学的角度进行解释,而且可用于同类化合物可见吸收光谱的预测.分子轨道研究表明,这些化合物的最高可见吸收波长主要对应着共轭体系中供电子体到受电子体的电子跃迁.     

CuPc/CuPc:C_(60)/Alq/Al结构的有机太阳能电池

制备了一种ITO/CuPc/CuPc∶C60/Alq/Al结构的PIN有机太阳能电池,采用Cu-phthalocyanine(CuPc)和fullerene(C60)的共混层作为光吸收层,CuPc和Alq作为空穴传输层和电子传输层.利用真空蒸发镀膜法制备各层有机薄膜,并用I-V曲线和紫外可见吸收光谱来表征器件性能.研究了器件的光吸收层、电子传输层、空穴传输层的膜厚参数对器件性能的影响.结果表明,当器件光吸收层、电子传输层、空穴传输层的厚度分别为15,30,40 nm时,器件的性能达到最优化.优化器件的短路电流密度JSC为2.07 mA.cm-2,开路电压VOC为0.56 V,填充因子FF为0.46,器件的能量转换效率达到0.53%.     

基于双氰基茚满二酮吸电子单元的非对称小分子给体的合成及其光伏性能

采用双氰基茚满二酮为吸电子单元，分别以苯并二噻吩并吡咯和4,4’-二甲基三苯胺为给电子单元，设计合成了两种具有给电子-吸电子(D-A)型结构的非对称小分子给体材料D1和D2;通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两个小分子给体的光学性能及电化学性质，并考察了由这两个小分子和C₇₀制备的全小分子有机太阳能电池的光伏性能.研究结果表明：含有稠环给电子单元的小分子给体D1比含有三苯胺给电子单元的D2具有更宽的光学吸收、更低的最高占据分子轨道能级和更好的光伏性能；以D1和D2为给体、C₇₀为受体的可真空蒸镀有机太阳能电池的最高光电转换效率分别为5.03%和3.78%.     

基于1,10-邻菲罗啉衍生物的两亲性钌配合物的合成及其光电转化性质

合成了2个含咪唑环的邻菲罗啉类两亲性钌(Ⅱ)联吡啶配合物(Ru-1和Ru-2). 通过紫外可见吸收光谱、发射光谱、核磁共振氢谱及元素分析对其结构进行了表征.研究了该配合物作为光敏化剂制备的纳米晶太阳能电池的光电转化性质.结果表明: 烷氧基供电子基的引入改善了配合物的金属到配体的电荷转移跃迁 (MLCT) 吸收, 其作为敏化剂制备的电池的光电转化性质明显提高.     

噻唑橙在表面活性剂介质中聚合状态的光谱研究

应用紫外 可见吸收光谱和荧光光谱研究了噻唑橙染料水溶液在阴离子表面活性剂存在下聚集状态及光谱性质 .当添加阴离子表面活性剂浓度在 10 - 5mol·L- 1 范围时 ,噻唑橙易发生二聚乃至三聚 .当阴离子表面活性剂浓度大于 10 - 3 mol·L- 1 并达到临界胶束浓度时 (对于十二烷基苯磺酸钠 ,cmc =8.3× 10 - 3 mol·L- 1 ) ,噻唑橙完全解聚为单体 .其荧光强度高于水溶液 ,而多聚体的荧光强度较低 ,最大发射波长发生红移 ,光稳定性降低     

氟原子对光伏聚合物性能的影响

以二（2-辛基十二烷氧基）苯并二噻吩（ODBDT）为供体单元，分别与受体单元二噻吩苯并噻二唑（DTBT）和二氟代二噻吩苯并噻二唑（DTffBT）共聚，合成了两种具有给-受体（D-A）结构的共轭聚合物PODBDT-DTBT和PODBDT-DTffBT。利用紫外-可见吸收光谱、循环伏安法研究了聚合物的光物理与电化学性能，并通过光伏性能测试研究了氟原子对聚合物太阳能电池的影响规律。结果表明，氟原子的引入使得聚合物的光学带隙变窄，溶解性变差；基于PODBDT-DTBT或PODBDT-DTffBT与PC₇₁BM共混制备的本体异质结太阳能电池，光电转化效率分别为3.01%和2.00%。     

富勒烯吡咯烷衍生物的合成及其在反式钙钛矿太阳能电池中的应用

[目的]由于目前在反式钙钛矿太阳能电池中使用最广泛的富勒烯基电子传输材料[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PCBM)存在合成复杂、成本高的问题,因此开发低成本、可溶液处理的新型富勒烯电子传输材料具有非常重要的意义.[方法]采用Prato反应一步合成两种低成本的新型富勒烯吡咯烷衍生物F1和F2,并将其作为电子传输材料应用于反式钙钛矿太阳能电池.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两种富勒烯分子的能级,并研究了由这两种富勒烯吡咯烷衍生物作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池的光伏性能.[结果]含有苯甲酸酯侧链的F2比含有烷基酸酯侧链的F1具有更高的电子迁移率,因此对应的器件获得了更高的填充因子和光电转换效率.最终,以F2作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池获得了最高19.86%的光电转换效率,这一结果与同等实验条件下制备的基于PCBM的对照器件的效率基本一致.[结论]本研究采用Prato反应一步合成了两种富勒烯吡咯烷衍生物,并发现侧链对其光伏性能有重大影响.该项工作对于开发兼具高效率和低成本的可溶液处理的富勒烯基电子传输材料的设计具有一定的参考价值.     

一种侧链型偶氮液晶聚合物的RAFT合成及其微图形的软刻蚀制备（英文）

通过RAFT聚合方法制备了一种侧链型偶氮液晶聚合物PCN2,并通过紫外-可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶色谱、差示扫描量热等方法对其结构和性质进行了表征.利用软刻蚀中的溶剂辅助微模塑技术制备了3类不同形貌的聚合物微图形,并通过光学显微镜、扫描电镜进行了观察.结果表明,RAFT聚合得到的PCN2分子量分布为1.22,溶剂辅助微模塑法制备的聚合物微图形结构完整、精细度和保真度较高,有望在具有特殊结构和功能的高分子材料开发中得到应用.     

一种绿色磷光铱配合物的合成、表征及发光性质

为开发不同发光颜色的磷光材料,合成了一种新的磷光铱()配合物,通过紫外-可见吸收光谱、发射光谱、核磁共振氢谱及元素分析对其结构进行了表征.该配合物在溶液中表现为强的绿光发射(λem=529 nm),其薄膜则表现为橙红色发光(λem=618 nm).以其作为发光材料制备的电致发光(EL,Electroluminescent)器件的最大亮度为13 157 cd/m2,外量子效率为13.6%.     

2-乙氧基噻唑的合成研究

摘要本文报导的是经2-澳代噻唑合成2-乙氧基噻唑,并测定了它的核磁共振谱和质谱.2-乙氧噻唑具有一种强的坚果香味,它是一种新型的食用香料.     

噻唑杂环偶氮分散染料的溶剂效应

测试了两个噻唑杂环偶氮分散染料在十五种溶剂中的电子光谱,发现化合物的可见吸收光谱吸收带的(?)_(max)~(UV)不仅与溶剂的折射率n有关,而且与溶剂的介电常数ε有关,即与溶剂的n~2-1/2n~2+1、(ε-n~2)(2ε+n~2)/ε(n+2)~2和ε-1/ε+2-n~2-1/n~2+2存在着良好的线性关系。     

电聚合薄膜在钙钛矿电池中的应用

目前,钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cell, PSC)的效率(25.8%)已经可以与硅基太阳能电池相媲美,但是长期稳定性不高是其开展商业化应用亟需解决的问题之一.电化学聚合作为一种制备电活性导电聚合物薄膜的方法,可以有效降低材料和器件制备的成本;同时,化学交联的电聚合薄膜具有较好的稳定性,能有效提高器件的稳定性.总结了将交联的电聚合薄膜作为空穴传输层(hole transporting layer, HTL)或电子传输层(electron transporting layer, ETL)来开发稳定和高效的钙钛矿太阳能电池,并论述了电聚合薄膜在钙钛矿太阳能电池未来的研究重点.     

两种新4,4'-联噻唑衍生物合成、表征及抗菌性研究

用自行制备的对氯苯甲酰氨基硫脲和邻氯苯甲酰氨基硫脲合成了两种4,4′-联噻唑衍生物:2,2′-二(对氯苯甲酰肼基)-4,4-联噻唑和2,2′-二(邻氯苯甲酰肼基)-4,4′-联噻唑,对化合物的结构经元素分析、红外光谱和核磁共振谱进行了表征,并对它们的抗菌活性进行了研究.     

苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子光伏材料合成与性能研究

以苯并噻二唑为中心给体,利用Suzuki偶联和Knoevengel缩合等经典有机反应将吸电子基团氟原子和氰基引入到分子末端,完成了两个未见报道的以苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子化合物2F-TT-BT和2CN-TT-BT的合成,其化学结构通过核磁和高分辨质谱予以证实.通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论计算对其光物理和电化学性质进行了实验及理论的研究.研究表明,合成的小分子材料对太阳光的吸收可覆盖整个紫外-可见吸收范围,具有与PC61BM相匹配的HOMO和LUMO能级,满足了溶液过程有机太阳能电池制备的基本要求.初步探索了材料的光伏性能,以小分子2F-TT-BT为给体,制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/2F-TT-BT:PC61BM(质量比1∶2)/Al的体异质结(BHJ)太阳能电池,能量转换效率为0.53%,实验结果表明此类小分子是潜在的有机太阳能电池材料.     

纳米SnO2 与α-Fe2 O3复合氧化物光电特性研究

用Sol-gel法制备了SnO2与α-Fe2O3复合氧化物纳米粒子,并用XRD、紫外可见吸收光谱(UV)、表面光电压谱(SPS)以及场诱导表面光电压谱(FISPS)进行了分析和表征．XRD结果证实所制备为两种材料的复合氧化物的纳米粒子;紫外可见吸收表明吸收随两种氧化物复合比例的改变有较大的变化;FISPS发现复合材料的光伏响应强度随所加正电场的增加而增加,最大强度可增加50-60倍,随所加负电场的增加而大大减弱．     

含四官能团单元的超支化聚苯撑乙烯的合成、表征及光物理性质

通过Gilch反应合成了结构新颖、含四官能团单元的超支化PPV聚合物P1～P3.聚合物的结构得到1H NMR和元素分析结果的确证.通过热重分析(TGA)得知,该类非结晶相的聚合物热分解温度较高,分别为371.7、386.6和391.8℃.所合成的聚合物固态时的紫外吸收及荧光发射相对于液态的紫外吸收及荧光发射,波长有明显的红移现象,并且该聚合物具有宽吸收、窄发射的特征,在电玫发光器件和聚合物太阳能电池器件中将有潜在的应用前景.