3,4-不替代的多基烯用于高性能薄膜晶体管和光伏

科学领域:

• 有机电子学有机电子学
• 材料科学是一种材料科学.
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 区域常规的多3-基烯 (P3AT) 在有机电子产品中广泛使用.
• 高电荷载体流动性和环境稳定性是设备性能的关键参数.
• 聚3-甲) (P3HT) 呈现出强烈的π-π堆叠,对于其电子性质至关重要.

研究的目的:

• 调查聚3,4-二甲基二烯 (P34ATs) 的电子和稳定性特性.
• 将P34AT与P3AT在晶体管移动性和环境稳定性方面进行比较.
• 探索聚合物结构,π-π堆叠和电荷载体运动性之间的关系.

主要方法:

• 合成和P34ATs的表征.
• 有机场效应晶体管 (OFET) 的制造和测试,以测量移动性.
• 进行X射线衍射 (XRD) 分析,研究聚合物包装和π-π堆叠.
• 聚合物的制造和测试:富勒散装异质连接光伏设备.

主要成果:

• P34ATs显示了0.17cm(2) V(-1) s(-1的晶体管流动性,与P3ATs相比.
• 与P3AT相比,P34AT表现出更高的环境稳定性,与P3AT相比,打开/关闭比率的降解较小.
• 与P3HT不同,P34ATs在XRD中没有明显的π-π堆叠,这表明替代的包装图案有助于高流动性.
• 基于P34AT的太阳能电池实现了4.2%的功率转换效率,由于电离潜力增加,提高了开放电路电压 (0.716-0.771 eV).

结论:

• 强大的π-π堆叠对于在有机半导体中实现高电荷载体移动性是不必要的.
• 替代的聚合物包装结构,超越边缘方向,可以促进有效的电荷运输.
• P34AT是稳定高效的有机电子设备 (包括太阳能电池) 的有希望的材料.