一种基于纳夫托比斯蒂亚二醇的半导体聚合物的合成,表征和晶体管和太阳能电池应用
Itaru Osaka1, Masafumi Shimawaki, Hiroki Mori
1Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Hiroshima University, 1-4-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, Hiroshima 739-8527, Japan. iosaka@hiroshima-u.ac.jp
Journal of the American Chemical Society
|January 28, 2012
概括
一种基于纳夫托比西迪亚 (NTz) 的新型聚合物在有机电子中提供了更好的性能. 这种半导体聚合物在晶体管和太阳能电池中表现出较高的电荷载体移动性和功率转换效率,相比于丁二醇对应物.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 捐赠者-接受器半导体聚合物对于有机电子非常重要.
- 甲 (BTz) 是一个常见的构建块,但它的性能可能是有限的.
- 需要新的化环系统来增强聚合物特性.
研究的目的:
- 使用纳夫托比斯提亚迪亚 (NTz) 合成和表征一种新的半导体聚合物.
- 研究这种基于NTz的聚合物在有机场效应晶体管 (OFET) 和批量异质连接 (BHJ) 太阳能电池中的应用.
- 为了比较基于NTz的聚合物的性能与类似的基于BTz的聚合物.
主要方法:
- 合成一种包含NTz单位的新型供体-接受体聚合物.
- 聚合物的电子和结构性质的表征.
- 使用合成聚合物制造OFET和BHJ太阳能电池的制造和测试.
主要成果:
- 基于NTz的聚合物 (PNTz4T) 比基于BTz的聚合物 (PBTz4T) 具有较小的带隙和更深的HOMO水平.
- 在设备中,PNTz4T实现了高场效移动性 (~0.56 cm2/Vs) 和功率转换效率 (~6.3%).
- 优越的性能归因于有利的电子特性和PNTz4T更有序的薄膜结构,可能是由于NTz的中心对称性.
结论:
- 纳夫托比斯提亚二醇 (NTz) 是高性能半导体聚合物的有前途的构建模块.
- 基于NTz的聚合物在OFET和太阳能电池中比基于BTz的聚合物具有显著的优势.
- 核心单元的结构对称性影响分子排序和设备性能.


