基于芴的给体-受体型光伏聚合物光稳定性的分子起源

摘要： 对三种基于芴的光伏聚合物——聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-交替-5,5-(4',7'-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑)](APFO3)、聚芴(PFO)和聚[9,9-二辛基芴-交替-苯并噻二唑](F8BT)进行了光降解定量分析，以探究聚合物光稳定性的分子起源。在100 mW?cm-2白光照射下，无论分子结构如何，这些聚合物薄膜的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱均发生变化。芴单元中与烷基侧链对应的吸收峰减弱，而不含羰基的聚合物对应峰增强。这种光谱变化表明：当芴的分子结构转变为芴酮时，其烷基侧链会发生分解。在30?C光照条件下，APFO3形成C=O键的反应速率常数为1.64×10-5 s-1，低于PFO(7.59×10-5 s-1)和F8BT(2.64×10-5 s-1)。通过设计给体-受体型分子结构——将光稳定的缺电子苯并噻二唑单元与光不稳定的芴单元结合，可提升聚合物的光稳定性。