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新型聚对苯乙炔（PPV）衍生物的合成及其在发光二极管和太阳电池中的应用研究

作　者: 黄艳
导　师: 谢如刚
学　校: 四川大学
专　业: 有机化学
关键词: 聚对苯乙炔半导体聚合物太阳电池聚合物发光二极管光伏效应
分类号: TN304
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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引　用: 4次
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内容摘要

聚合物半导体材料由于其结构的可调性和具有光——电、电——光转换的特性,是当今国际研究的热点领域之一。本文综述了聚合物半导体材料的结构特点和发展现状,特别是其在聚合物发光二极管(PLED)和光伏器件(PV)中的研究进展。聚对苯乙炔(PPV)及其衍生物被认为是最有希望实现商业化半导体聚合物的材料之一,在PLED 和PV 器件中有广泛应用。本文设计合成端基含香豆素,主链含方酸、吡唑啉基的三大类九种新型PPV 衍生物,以及一种新型吡唑啉低聚物和三种新型含锚定基团的小分子化合物,并对其热稳定性、光致发光、电致发光、光伏性质及结构与性质的关系进行了系统研究。研究结果表明,用香豆素封端的简单合成方式可以有效的调节聚合物的发光颜色和提高聚合物的发光效率而不影响聚合物主链的电子结构;主链含吡唑啉基团的PPV 型共聚物在薄膜状态下具有较高的荧光量子效率,PLED 测试表明邻二乙烯苯聚合物的起亮电压大大高于对二乙烯苯类的聚合物;吡唑啉低聚物掺杂于高分子基质中具有明显高于相应小分子的荧光稳定性,并且其PLED 发出纯正的蓝光;主链含方酸的PPV 型共聚物与C60 衍生物(PCBM)共混后,具有较好的光伏效应,是一类有前景的太阳电池材料。

全文目录

中、英文摘要  2-8
第一章聚合物半导体材料的发展及应用  8-35
  1.1 引言  8
  1.2 聚合物半导体材料的特性  8-11
    1.2.1 π电子共轭  8-9
    1.2.2 新的载流子——孤子、极化子和孤子晶格  9-11
  1.3 聚合物半导体材料的研究进展  11-15
    1.3.1 聚对苯乙炔(PPV)及其衍生物  11-13
    1.3.2 聚烷基芴(PF)及其衍生物  13
    1.3.3 聚噻吩(PT)及其衍生物  13-15
    1.3.4 聚对苯(PPP)及其衍生物  15
  1.4 功能薄膜的制备  15-17
    1.4.1 旋涂法  16-17
    1.4.2 喷墨法与丝网印刷法  17
    1.4.3 自组装法  17
  1.5 聚合物半导体材料的应用  17-27
    1.5.1 聚合物电致发光器件(PLED)  18-20
    1.5.2 聚合物太阳电池  20-26
    1.5.3 其它  26-27
  1.6 本论文研究的主要内容  27-28
  参考文献  28-35
第二章吡唑啉衍生物与二乙烯苯共聚物的设计合成与发光性质研究  35-52
  2.1 设计思路  35
  2.2 合成实验部分  35-40
    2.2.1 合成路线  35-37
    2.2.2 仪器和试剂  37
    2.2.3 中间体的合成  37-39
    2.2.4 催化剂三邻甲苯基膦的合成  39
    2.2.5 目标聚合物的合成  39-40
  2.3 结果与讨论  40-50
    2.3.1 合成  40-43
    2.3.2 聚合物的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱  43-45
    2.3.3 聚合物电致发光性质研究  45-50
  2.4 小结  50
  参考文献  50-52
第三章香豆素封端的 PPV 衍生物的设计合成和发光性质研究  52-73
  3.1 设计思路  52-54
  3.2 合成实验部分  54-60
    3.2.1 合成路线  55-56
    3.2.2 仪器和试剂  56-57
    3.2.3 中间体的合成  57-60
    3.2.4 目标聚合物的合成  60
  3.3 结果与讨论  60-70
    3.3.1 合成  60-62
    3.3.2 化合物5 与MEH-PPV 共混物的荧光光谱  62-63
    3.3.3 聚合物的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱  63-67
    3.3.4 聚合物电致发光性质研究  67-70
  3.4 小结  70-71
  参考文献  71-73
第四章方酸衍生物与二乙烯苯的共聚物的合成与光伏性质研究  73-90
  4.1 引言  73-75
  4.2 设计思路  75
  4.3. 合成实验部分  75-79
    4.3.1 合成路线  75-77
    4.3.2 仪器和试剂  77
    4.3.3 中间体的合成  77-79
    4.3.4 目标聚合物的合成  79
  4.4 结果与讨论  79-87
    4.4.1 合成  80-82
    4.4.2 聚合物的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱  82-83
    4.4.3 聚合物的光伏性质研究  83-87
  4.5 小结  87
  参考文献  87-90
第五章具有蓝色荧光的低聚物和含锚定基团的小分子化合物的合成及发光性质研究  90-110
  5.1 引言  90-91
  5.2 设计思路  91-92
  5.3 实验部分  92-98
    5.3.1 合成路线  92-94
    5.3.2 仪器和试剂  94
    5.3.3 中间体的合成  94-96
    5.3.4 目标化合物的合成  96-98
  5.4 结果与讨论  98-108
    5.4.1 PPY 的合成  98-99
    5.4.2 PPY 的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱  99-101
    5.4.3 PPY 的电致发光性质研究  101-103
    5.4.4 化合物BQ 系的荧光性质  103-107
    5.4.5 BQ4 的电致发光性质研究  107-108
  5.5 小结  108
  参考文献  108-110
第六章聚合物合成中涉及的一些合成问题的讨论  110-117
  6.1 PPV 及其衍生物的合成方法的讨论  110-114
    6.1.1 Gilch 法  110-112
    6.1.2 Wittig 反应  112-113
    6.1.3 Heck偶联反应  113-114
  6.2 低聚物PPY的合成  114-115
  参考文献  115-117
第七章结论  117-119
在读期间发表的论文和专利  119-122
致谢  122-123
声明  123

新型聚对苯乙炔（PPV）衍生物的合成及其在发光二极管和太阳电池中的应用研究

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