研究目的
使用密闭微波反应器合成高分子量、低分散度的PTB7-Th共轭聚合物，以提高其在聚合物太阳能电池和有机薄膜晶体管中的性能。
研究成果
微波合成的PTB7-Th共轭聚合物在太阳能电池和有机场效应晶体管中表现出优异性能，分别具有高光电转换效率和空穴迁移率。该方法为大规模商业化合成批次差异最小的给体共轭聚合物提供了有前景的途径。
研究不足
该研究聚焦于PTB7-Th共轭聚合物的合成与表征，及其在太阳能电池和有机场效应晶体管中的应用。局限性在于仅针对PTB7-Th开展研究，且采用微波反应器的方法可能不适用于所有共轭聚合物。
1：实验设计与方法选择
本研究采用密闭微波反应器合成PTB7-Th共轭聚合物，旨在实现可控反应条件与能源效率。通过调整反应物反应时长来优化分子量。
2：样本选择与数据来源
合成不同反应时间（25、30、35、40和45分钟）的PTB7-Th共轭聚合物，以研究分子量对器件性能的影响。
3：实验设备与材料清单
微波反应器、核磁共振氢谱(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见光谱(UV?vis)、光致发光光谱(PL)、电子自旋共振(ESR)、拉曼光谱、原子力显微镜(AFM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)、ITO衬底、PC71BM、PEDOT:PSS、氯苯、1,8-二碘辛烷(DIO)、钙、铝。
4：实验流程与操作步骤
合成过程包括通入氩气、添加Pd(PPh3)4催化剂，并在微波条件下150°C回流反应。所得共轭聚合物经纯化与表征。器件制备包括在环境条件下旋涂活性层及电极热蒸镀。
5：数据分析方法
采用核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、紫外-可见光谱、光致发光光谱、电子自旋共振、拉曼光谱、原子力显微镜和掠入射X射线衍射进行表征。通过电流-电压(J?V)测试和外量子效率(EQE)光谱评估器件性能。
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microwave reactor
Used for the synthesis of PTB7-Th conjugated polymers under controlled conditions.
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ITO substrates
15 Ω sq?1
LUMTEC
Used as the substrate for device fabrication.
-
PC71BM
>99.5%
LUMTEC
Used as the acceptor in the bulk-heterojunction solar cells.
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PEDOT:PSS
PVP AI4083
Clevios
Used as the hole transport layer in the solar cell devices.
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