高性能薄膜トランジスタや太陽光発電用の3,4-分解されたポリアルキルチオフェン

科学分野:

• オーガニック・エレクトロニクス
• マテリアルサイエンス 材料科学
• ポリマー化学 ポリマー化学

背景:

• レジオレギュラーポリー−3-アルキルチオフェン (P3AT) は,有機電子工学で広く使用されています.
• 高い電荷载体移動性と環境安定性は,デバイスの性能の重要なパラメータです.
• ポリー ((3-ヘキシルチオフェン) (P3HT) は,強力な π-π スタッキングを示し,その電子特性にとって決定的です.

研究 の 目的:

• ポリ・・・3,4-ジアルキルテルチオフェン (P34ATs) の電子性および安定性特性を調査する.
• トランジスタの移動性と環境安定性に関するP34ATとP3ATを比較する.
• ポリマー構造,π-π スタッキング,および電荷载体移動性の関係を探求する.

主な方法:

• P34ATs.の合成と特徴付けについて
• モビリティを測定するための有機フィールド効果トランジスタ (OFET) の製造と試験.
• ポリマーパッキングと π-π スタッキングを研究するためのX線 difraktion (XRD) 分析.
• ポリマーの製造と試験:フルレンの大量ヘテロ結合の光伏装置.

主要な成果:

• P34ATsは,P3ATsに匹敵する0.17cm(2) V(-1) s(-1のトランジスタ移動性を実証しました.
• P34ATは,P3ATと比較して,オン/オフ比の劣化が少ない環境安定性を示した.
• P3HTとは異なり,P34ATはXRDで明確なπ-πスタッキングを示さなかったため,代替のパッキングモチーフが高い移動性に寄与することを示唆した.
• P34ATベースの太陽電池は,イオン化ポテンシャルが増加したため,オープン回路電圧 (0.716-0.771 eV) が強化された4.2%の電力変換効率を達成しました.

結論:

• 有機半導体における高電荷载体移動性を達成するために,強力なπ-πスタッキングは不可欠ではありません.
• エッジ・オン・オリエンテーションを超えた代替ポリマーパッケージング構造は,効率的な充電輸送を容易にすることができます.
• P34ATは,太陽電池を含む,安定的かつ効率的な有機電子機器のための有望な材料のクラスです.