複数の電子輸送経路を構築可能な非縮環系n型半導体の開発

开发出可构建多个电子传输路径的非稠环型n型半导体

基本信息

批准号：
22K05256
负责人：
森裕樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

これまでに開発された高性能有機機薄膜太陽電池 (OPV) の活性層材料は、合成コストが非常に高いといった問題点を有していた。そのため、次世代の再生可能エネルギーであるOPVの普及に向けて、短工程で合成可能な高性能 n 型半導体を開発することは極めて重要な課題である。本研究では、研究代表者が独自に開発してきた (E)-1,2-ビス(5,6-ジフルオロベンゾ[c][1,2,5]チアジアゾール-4-イル)エテン (FBTzE) 骨格を用い、複数の電子伝導パスを形成する高性能非縮環型 n 型半導体の開発をおこなう。令和4年度では、「中心アクセプターと二つの末端アクセプターが互いに積層可能な S 型構造」を有する新規 n 型半導体 BEDP-IC-F の合成をおこなった。まず、これまでに研究代表者らが確立してきた合成手法を基に、本研究の鍵となる中心 FBTzE 骨格を10 g スケールで合成した。続いて、FBTzE 骨格と連結するドナー骨格であるジチエノピラン (DTP) ユニットを合成した。得られたFBTzE 骨格とDTPユニットを用い、脱水素型カップリングによる合成を試みた。しかしながら、反応は全く進行せず、目的のカップリング体を合成することはできなかった。そこで直截アリール化によりFBTzE骨格とDTPユニットの連結を検討したところ、Pd触媒や配位子などの条件を最適化することにより、目的のカップリング体を得ることに成功した。今後は、ホルミル化と既に合成している末端 IC ユニットとのKnoevernagel 縮合により、目的の S 型分子 BEDP-IC-F を合成する。その後、有機薄膜太陽電池へと応用し、本分子設計の有用性を明らかとする。

高性能有机薄膜太阳能电池（OPV）的活性层材料现在出现的问题，例如极高的合成成本。因此，为了传播OPV的使用，OPV是下一代可再生能源，开发高性能N型半导体非常重要，这些半导体可以在短过程中合成。在这项研究中，我们将开发一种高性能的非搭配N型半导体，该半导体使用（E）-1,2-双（5,6-二氟曲霉[C] [C] [1,2,5] Thiadiazol-4-4-基）乙烯（FBTZE）Skeletrons selleterational，Indorderity Indordentimenty Indordentimentimentional sellotienty of Undicitighanty sellector。在2022年，我们合成了一种新的N型半导体BEDP-IC-F具有S型结构，其中中央受体和两个末端受体可以相互堆叠。首先，基于研究人员建立的合成方法，这是该研究的关键的中央FBTZE骨架，以10 g的量表合成。随后，合成了连接到FBTZE骨骼的dithienopyran（DTP）单位。使用获得的FBTZE骨骼和DTP单元，我们尝试通过脱氢偶联来合成所得的FBTZE。但是，反应根本没有进行，并且无法合成所需的耦合体。因此，当我们通过直接芳基研究FBTZE主链和DTP单元的连锁时，我们通过优化PD催化剂和配体的条件，成功地获得了所需的耦合体。将来，靶S型分子BEDP-IC-F将与已经合成的末端IC单位合成，并通过甲基化和knoevernagel凝结合成。然后将应用于有机薄膜太阳能电池以揭示该分子设计的有用性。