ダイケトピロロピロロール基の低帯域ギャップポリマーにおける形態学的制御を通じて,化学構造とデバイスの性能を関連付ける
Feng Liu1, Cheng Wang, Jayanta K Baral
1Department of Polymer Science and Engineering, University of Massachusetts Amherst , Amherst, Massachusetts 01003, United States.
ディケトピロロピロロール (DPP) ベースのポリマーの研究は,有機電子における構造-形態-性能の関連性を明らかにしています. 溶媒処理は形状を微調整し,有機フィールド効果トランジスタ (OFET) と有機光伏 (OPV) の性能を向上させます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- オーガニック・エレクトロニクス
- ポリマー化学のポリマー化学について
背景:
- ディケトピロロピロロール (DPP) ベースの低帯域ギャップポリマーは,有機フィールド効果トランジスタ (OFET) と有機光伏 (OPV) に不可欠です.
- 構造-形態-性能の関係を理解することは,これらの材料を最適化するための鍵です.
研究 の 目的:
- DPPベースのポリマーの化学構造の変化が,その物理的性質とデバイスの性能にどのように影響するかを調査する.
- 薄膜の形態学とデバイスの特徴の制御における溶媒と添加物の役割を調査する.
主な方法:
- 多様なドナーコアを持つDPPベースの低帯域ギャップポリマーの合成.
- 単一溶剤および溶剤混合物を使用した薄膜加工.
- 共鳴性軟X線散射を用いた結晶の性質と混合形態の特徴化.
- OFETとOPVのためのデバイス製造と性能テスト.
主要な成果:
- 化学構造の変化により,結晶の振る舞い,ブレンドの形態,デバイスの性能が大きく変化した.
- 溶剤の混合物から加工すると,エッジオン指向と繊維の形成が強化されます.
- 大量ヘテロジャンクション (BHJ) の溶媒混合物は,相分離を減少させ,OPVの性能を改善した線維ネットワーク形態を作り出します.
- 振動性柔らかいX線散射により,繊維内のポリマー鎖の詰め込みに関する洞察が明らかになりました.
結論:
- OPVの形態学と性能は,繊維ネットワークの特徴的な長さスケールと直接相関しています.
- 処理条件は,OFETとOPVの両方の形態学と性能に大きな影響を与えます.
- 同様の処理戦略は,DPPポリマーに基づくOFETおよびOPVデバイスの両方を最適化するために適用できます.
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