基于噻吩并[3,4-c]吡咯[4,6]二酮的全受体共轭聚合物的合成及性能研究

项目名称： 基于噻吩并[3,4-c]吡咯[4,6]二酮的全受体共轭聚合物的合成及性能研究

项目编号： No.21204017

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 高分子科学

项目作者： 张国兵

作者单位： 合肥工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 噻吩并[3,4-c]吡咯[4,6]二酮（TPD）单元结构简单，对称且共平面，同时TPD含有的强吸电子内酰亚胺基团有利于获得低的LUMO和HOMO能级，是作为合成可溶液加工、高性能、环境稳定的n-型聚合物的理想单元。本申请合成含TPD单元的全受体（A-A）结构的共轭聚合物，不同于通常合成共轭聚合物采用的给体-受体（D-A）结构，A-A结构的聚合物全部由吸电子单元组成，一方面，聚合物可以代替PCBM作为电子传输材料制成全聚合物太阳能电池器件，增加光吸收，调节全受体共轭聚合物的LUMO-HOMO能级，与空穴传输材料能级匹配，优化性能；另一方面，也可作为n-型材料应用于有机薄膜晶体管器件中，含TPD单元聚合物具有的低LUMO能级有利于器件的环境稳定，有望得到环境稳定的新型n-型薄膜晶体管材料。

中文关键词： 共轭聚合物；全受体；强缺电子单元；电子和双极性传输；

英文摘要： The thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione（TPD）unit possesses relative simple compact,symmetric, and planar structure, the strong electron-withdrawing imide group lead to low HOMO and LUMO energy levels， these indicate that the TPD unit is an excellent building block for solution-processable, high performance, air stable n-type polymers. In this application, we synthesize and characterize the all acceptor polymers based the TPD unit, the polymers are synthesized through Stille coupling reaction of TPD-distannyl with electron-deficient dibromide monomer. The all acceptor polymers can gain the absorption in visible region when used as an electron-acceptor in all polymer solar cells in bulk heterojunctions. The LUMO-HOMO energy levels of all acceptor polymers can be tuned to fulfill requirements with respect to the p-type polymer in the active layer.On the other hand, low-lying LUMO level are essential to resist oxidation and thus increase the organic thin-film transistor devices stability, the TPD-based polymers would be the stable n-type material which used in organic thin-film transistors.

英文关键词： Conjugated polymers；all-acceptors；highly electron-deficient unit；electron and ambipolar transport；