功能性噻吩乙烯類D-π-A分子的合成與研究.pdf

1、本論文合成了一系列以吡咯烷基為供電子基團，以氰基乙酸、甲酰基和氰基磷酸酯為吸電子基團的噻吩乙烯類有機D-π-A型分子，并對其光電性能進行了研究。首先以2-溴噻吩和對溴苯甲醛為原料，根據(jù)文獻已報道的方法在體系中引入吡咯烷基，再經(jīng)過Horner-Emmons-Witting反應(yīng)、Vilsmeier反應(yīng)及Knoevenagel縮合，分別合成了10種目標化合物，所有化合物結(jié)構(gòu)均經(jīng)過質(zhì)譜、核磁共振氫譜的表征，部分結(jié)構(gòu)進行了元素分析測試。

2、將化合物PPTCA和PTTCA作為光敏染料敏化于太陽能電池上，發(fā)現(xiàn)PPTCA電池可得到1.54﹪的總的轉(zhuǎn)化效率，在相同實驗條件下接近N3電池的50﹪，短路電流密度為4.72mAcm-2，開路電壓為0.51V，填充因子為0.64。而PTTCA電池在光照下穩(wěn)定性較差，敏化后光電流和光電轉(zhuǎn)化效率極低。 通過考察溶劑極性對該類D-π-A分子光物理性能的影響，發(fā)現(xiàn)當共軛體系較小時，PTCP和PPCP發(fā)射的是本體熒光，即源于局部激發(fā)態(tài)LE態(tài)

3、。隨著共軛體系的增大則發(fā)生了分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的過程，即其熒光源于ICT態(tài)，并通過偶極距的計算對這一結(jié)論進行了驗證，同時表明分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移并非發(fā)生在激發(fā)的瞬間而是經(jīng)歷了FC態(tài)到平衡態(tài)弛豫的過程。 在電化學(xué)測試中，隨著共軛體系的增大，化合物供電子一端更容易被氧化而吸電子一端更容易被還原。在外加光電壓作用下，PTCP、PTTC、PPCP和PPTC可以觀察到明顯的電化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，通過對電化學(xué)發(fā)光機理的探討，PTCP和PPCP與三重態(tài)發(fā)光機