平面共役高分子・液晶としてのキメラ分子設計とその電子機能性

嵌合分子设计及其作为平面共轭聚合物/液晶的电子功能

基本信息

批准号：
14J01480
负责人：
井出茉里奈
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機薄膜太陽電池(OPV)に用いる高分子材料の電子受容性基として、チエノイソインディゴ(TIIDG)、ベンゾチエノイソインディゴ(BTIDG)を合成し、OPVへ応用した。特に、昨年成功した非対称性の導入による効率の向上から、非対称BTIDG を電子受容性基とした高分子材料に注目した。まず、非対称BTIDGの電子受容性を制御するために、エネルギー準位や結晶性を考慮して、BTIDGのベンゼン環部位にフッ素を導入し、フッ素化BTIDG(F-BTIDG)を合成した。合成経路の開拓、及び精製を繰り返し、純度の高いF-BTIDGを得ることに成功した。F-BTIDGと組み合わせるのに最適な電子供与性基をDFT計算から求め、ターチオフェンを選択した。また、昨年の研究結果から、BTIDG骨格で用いたBBTzを組み合わせ、フッ素化BTIDG共重合体も合成した。以前に合成した共重合体と比較するため、共重合体材料のOPV特性評価を行い、さらにSPring-8でのX線構造解析などで詳しい積層構造を明らかにした。さらに、BTIDGの左右非対称性を活かし、規則性共重合体を考案した。BTIDGの左右に異なるハロゲン置換基を導入し、単一カップリング重合反応を用いる合成を試みたものの、BTIDGのベンゼン環とチオフェン環に反応性の違いがほとんどないため、合成による差異を見出せなかった。一連の研究において、BTIDGは非対称であるが、反応性に大きな違いがないことが判明した。これにより、BTIDG共重合体中では左右がランダムにカップリングされていると明らかになった。また、フッ素化したBTIDG共重合体の合成により、電子供与性基の最適化が積層構造に大きな影響を与えることわかった。

作为有机薄膜太阳能电池（OPV），Chienoisodigo（TIIDG）和苯二甲状腺菌（BTIDG）的电子可接受性聚合物材料（opv），并应用于OPV。特别是，由于通过引入去年成功的不对称性提高效率，我们专注于具有非对称BTIDG作为电子受体的聚合物材料。首先，为了控制不对称BTIDG的电子接收，考虑到能量水平和结晶度，将氟引入了BTIDG的苯环部分，并合成了氟化物BTIDG（F-BTIDG）。我们反复发展并纯化的合成路线，并成功获得了高纯度F-BTIDG。从DFT计算中选择TouchIofen，该计算最适合与F-BTIDG结合。此外，从去年研究的结果中，将BBTZ用于BTIDG骨骼中使用的BBTZ结合了氟化物BTIDG CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -Bodies。为了与先前合成的共聚物进行比较，评估了共融化材料的OPV特性评估，并在Spring-8的X射线结构分析中阐明了详细的层压结构。此外，设计了常规的CO -COALITION，利用BTIDG的左右不对称性。尽管在BTIDG的左右引入了不同的卤素取代基，但我们还是尝试使用单个耦合聚合反应合成，但是BTIDG的苯环和硫芬环之间的反应性几乎没有差异，因此我们找不到差异由于合成。一系列研究表明，BTIDG是不对称的，但反应性没有显着差异。这表明左右与右耦合在BTIDG CO -POLYGON中。此外，发现通过合成氟BTIDG共聚物的合成，电子-PAID -OUT组的优化对层压结构具有显着影响。