研究目的
设计和合成新型双噻吩并二吡咯并吡咯基共轭聚合物,用于近红外光电晶体管,并评估其电荷传输和光响应性能。
研究成果
基于BTI的新型聚合物P1和P2展现出优异的热稳定性、宽近红外吸收及窄带隙特性。与P1相比,P2具有更优越的空穴迁移率和光响应性能,最佳混合比例可进一步提升光电晶体管性能。该研究表明这些材料在近红外光电子应用中具有潜力,并为未来分子设计与器件优化研究指明了方向。
研究不足
P1和P2的迁移率低于部分DPP基材料,且热退火后性能下降,限制了其在高性能器件中的应用。该研究仅针对特定聚合物结构与混合比例,若要实现更广泛的适用性可能还需进一步优化。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计了一种新型电子受体单元(BTI),并通过Stille偶联反应将其与噻吩和双噻吩给体共聚,形成聚合物P1和P2。对聚合物的热学、光学、电化学性能进行了表征,并用于器件制备。
2:样品选择与数据来源:
合成了聚合物P1和P2并进行了表征;PC71BM作为混合材料使用。数据来自实验室测量。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于分子量的GPC、用于热稳定性的TGA、用于吸收的UV-vis光谱仪、用于电化学性能的CV、用于形貌的AFM、用于分子堆积的XRD,以及用于电学测量的Keithley 4200 SCS。材料包括氯仿、氯苯及各种合成用化学品。
4:实验步骤与操作流程:
合成、纯化并表征了聚合物。采用底栅底接触结构,使用金电极,通过旋涂法制备OFET和光电晶体管薄膜。在环境条件下进行电学和光响应测量,并辅以近红外光照。
5:数据分析方法:
迁移率通过转移曲线计算,光电响应度和光电流/暗电流比通过光照下的电流测量定义并计算。
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