多聚吲哚及其衍生物的設(shè)計合成與性能研究.pdf

1、近年來有機半導(dǎo)體材料由于具有制備成本低，種類和結(jié)構(gòu)多樣化，性能可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來調(diào)制，易于制備大面積器件，以及可用于柔性電子器件等特點受到廣泛關(guān)注。通過對有機分子的設(shè)計和結(jié)構(gòu)的剪裁，來拓展材料的種類、調(diào)控材料的性質(zhì)、改善器件的性能，以得到大量具有預(yù)期功能的材料。
　　本文簡單介紹了咔唑、吲哚單元的研究進展，對環(huán)狀三聚吲哚和有機小分子太陽能電池材料研究現(xiàn)狀進行了簡單的論述。同時設(shè)計合成了一系列基于三聚吲哚可溶線性有機窄帶系小分子的材料

2、。為進一步拓展多聚吲哚材料的應(yīng)用，我們進一步合成了四聚吲哚新材料，并初步研究了其在光電性質(zhì)。具體內(nèi)容如下：
　　（1）通過Suzuki偶聯(lián)的方法合成了一系列以三聚吲哚為端基，對稱取代苯并噻二唑衍生物的窄帶隙小分子材料。研究表明：這些小分子具有較好的溶解性，較寬的光譜吸收，較窄的光學(xué)帶隙。TGA、DSC研究說明，這類小分子材料均具有較好的熱穩(wěn)定性，且表現(xiàn)出良好的無定形態(tài)有利于溶液加工處理。紫外可見吸收光譜，電化學(xué)以及理論計算研究發(fā)現(xiàn)

3、，調(diào)節(jié)分子的共軛長度及烷基鏈的位置，能有效地拓寬了分子的吸收光譜，降低了共軛分子的帶隙。線性分子的帶隙從1.99調(diào)節(jié)到1.75 eV。
　?。?）為了進一步拓寬化合物的光譜吸收，降低分子能帶隙。選取強吸電子能力，更長共軛長度的吡咯并吡咯二酮（DPP）、苯并噻吩為核（BDT），并引入噻吩和噻吩苯并噻二唑的作為橋連基團，逐步調(diào)節(jié)分子共軛長度，獲得了一系較好溶解性，寬光譜吸收的線性有機小分子。這些小分子材料均具有較好的熱穩(wěn)定性并且是無定

4、形態(tài)，有利于溶液加工處理。通過紫外吸收和電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)：這一系列化合物具有寬的吸收光譜和低的能帶隙。其中以DPP為核的材料具有更寬的光譜吸收，噻吩苯噻唑集團的引入，更有利于化合物對可見光的吸收。成功的將線性分子的帶隙從實驗測試結(jié)果表明(TATBT)2DPP的帶隙比(TATBT)2BDT更窄，這與理論計算的結(jié)果也相吻合。
　　（3）以大平面具有很好的光熱和化學(xué)穩(wěn)定性的苝酰亞胺為核，三聚吲哚為封端，合成另一組以苝酰亞胺為核的窄帶隙線性

5、小分子，并引入噻吩基團，獲得了兩個性溶解非常好的有機共軛小分子。通過紫外吸收和電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)：這一系列化合物具有寬的吸收光譜和非常低的能帶隙。噻吩基團的引入，化合物 LUMO降低，HOMO值增加。整體能隙降低，這一結(jié)果與理論計算也相吻合。
　　(4)通過環(huán)化反應(yīng)得到另一個新的構(gòu)筑單元-四聚吲哚（TTI）。并合成了芘和芴基封端的四取代和八取代衍生物。這一系列多臂結(jié)構(gòu)大分子都具有較窄的光譜吸收和發(fā)射。電化學(xué)研究表明，當(dāng)引入取代基個數(shù)增