高光伏効率の結合共ポリマーのためのチンフリー直接C-Hアリレーションポリメリゼーション
Alexander S Dudnik1, Thomas J Aldrich1, Nicholas D Eastham1,2
1Department of Chemistry and the Materials Research Center, Northwestern University , 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.
新しい直接C-Hアリレーションポリメリゼーション (DARP) 方法は,高性能光伏コポリマーを持続的に合成します. この環境に優しいアプローチは 有害な亜鉛化合物を避け ポリマー太陽電池の電力変換効率を記録します
科学分野:
- 材料科学
- ポリマー化学
- オーガニック電子
背景:
- 伝統的な光伏コポリマーの合成は,有毒なオルガノチン化合物を使用する静止ポリコンデンサに依存しています.
- 太陽電池用の高性能π結合ポリマーを生産するための持続可能で環境に優しい方法が必要です.
研究 の 目的:
- 光熱コポリマーを合成するための新しい,地域選択的な直接C−Hアリレーションポリメリゼーション (DARP) 方法論の開発と実証.
- DARP製コポリマーの性質と性能を,従来のスティルポリコンデンスで合成されたコポリマーと比較する.
主な方法:
- 低触媒負荷 (Pd2 ((dba) 3·CHCl3, P (((2-MeOPh) 3),炭酸添加物,および2メチルテトラヒドロフラン溶媒を用いた直接C-Hアリレーションポリメリゼーション (DARP) である.
- 代表的な光伏コポリマーの合成 高収量および分子量.
- DARPおよびStille由来共ポリマーとそのフルレン混合物の光学,NMR,電気化学,微細構造,および形態学的性質の特徴化.
主要な成果:
- DARPプロトコルは 優れた収量と高分子量を持つ光伏コポリマーを 合成することに成功しました
- DARP製コポリマーは,化学的,光学的,電気化学的性質が実質的にStille製の同種と同一であり,構造上の重大な欠陥はありません.
- DARPとStilleコポリマーからのフルレンの混合フィルムは,区別できない微細構造,形態,および電荷輸送特性を示しました.
- DARP由来コポリマーで製造されたポリマー太陽電池は,PBDTT-FTTEの8.4%の電力変換効率で,Stille由来材料と競合するまたはそれを上回る性能を達成しました.
結論:
- DARPの方法論は,高性能光伏コポリマーを生産するためのStilleのポリコンデンサに持続可能な,環境に優しい,非常に効果的な代替案を提供します.
- DARPで合成されたコポリマーは,構造的にも機能的にも伝統的な方法によって作られるものと同等であり,高性能の太陽電池を可能にします.
- この研究により,DARPは先進的な有機電子材料の 拡張可能で持続可能な生産のための実行可能で有望な技術として確立されています.
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