一类近红外电致发光芴基共聚物的合成和性能研究

基于9,9-二辛基芴与窄带隙单体5,7-二(2-噻吩基)噻[3,4-b]并[1,4]二嗪(DTP),通过Suzuki偶合反应,合成了一系列无规窄带隙的芴基共聚物(PFO-DTP),并对它们的紫外-可见吸收光谱、光致发光和电致发光性能进行了初步研究.共聚物在380 nm和632 nm处有两个明显的吸收峰,其中632 nm处的吸收随着共聚物中窄带隙单体(DTP)含量的增加而加强,最大电致发光峰随着共聚物中窄带隙单体(DTP)含量的增加,从752nm红移到了781 nm.同时与其同分异构体4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑(DBT)与芴的共聚物PFO-DBT相比,该类聚合物的吸收红移,与近地太阳光谱更为匹配.     

芴-苯并噻二唑-苯胺类共聚物的合成与发光性能

用Suzuki缩聚反应分别将窄带隙单元-苯并噻二唑-二苯胺(DPABT)和苯并噻二唑-三苯胺(TPABT)引入聚芴主链,合成了共聚物PF-DPABT和PF-TPABT,并比较了共聚物的发光性能.随着窄带隙单元含量的增加,其特征发射逐渐增强,说明发生了从聚合物主体单元到窄带隙单元有效的能量转移.两种共聚物在低窄带隙单元含量(1mol%)下的电致发光光谱仅出现窄带隙单元的特征发射,PF-DPABT共聚物为650～680nm之间的饱和红光,而PF-TPABT共聚物为590～610nm之间的橙红光,聚芴主体单元的发射被完全淬灭,说明与光致发光过程相比,电致发光过程中的能量转移更完全.基于共聚物PF-DPABT-1及PF-TPABT-5器件的最大外量子效率分别为1.3%和2.0%,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/polymer/Ba/Al,是一类有希望的红光材料.     

芴-呋喃苯并噻二唑共聚物的光电性能

对芴-呋喃苯并噻二唑共聚物的吸收光谱、光致发光光谱、电致发光性能和光伏性能进行了研究. 共聚物在382 nm和530 nm处有两处明显的吸收峰, 其中530 nm处的吸收强度随着共聚物中呋喃苯并噻二唑单元(FBT)含量的增加而增加. 随着FBT单元含量的增加, 电致发光峰值从611 nm红移至702 nm. 以PVK为空穴传输层, 共聚物PFO- FBT0.1为发光层的发光器件, 在33 mA/cm2电流密度下的外量子效率达2.32%, 亮度为441 cd/m2. 实验中观察到快速的链内能量陷阱过程(从芴到FBT单元). 以共聚物PFO-FBT50为电子给体、PCBM为电子受体(重量比1:2)共混制备的光电池能量转换效率为1.13%, 开路电压0.85 V, 短路电流3.39 mA/cm2, 光谱响应边延伸至近750 nm.     

给体-受体-给体窄带隙染料掺杂聚芴发光二极管

合成了一系列给体-受体-给体型窄带隙荧光分子, 并将其作为掺杂剂与主体(Host)宽带隙聚芴共混制备发光二极管. 荧光分子为4,7-二呋喃-苯并噻二唑(O-S)、4,7-二噻吩-苯并噻二唑(S-S)、4,7-二(N-甲基吡咯)-苯并噻二唑(N-S)、4,7-二硒吩-苯并噻二唑(Se-S)和4,7-二(N-甲基吡咯)-苯并硒二唑(N-Se). 溶液中荧光分子的紫外-可见吸收峰位于447~472 nm, 荧光发射峰位于563~637 nm. 该系列荧光分子掺杂聚芴(PFO)发光器件的电致发光峰位于580~633 nm. 当器件结构为ITO/PEDOT/PVK/PFO+N-Se/Ba/Al时, 最大外量子效率为1.28%, 电流效率1.31 cd/A.     

含噻吩单元的硅芴共聚物的合成及其蓝色电致发光性能

将少量(摩尔分数为1%—3％)含噻吩的窄带隙单体和宽带隙硅芴单体进行共聚, 合成了聚{9,9-二己基-3,6-硅芴-co-[2,5-二(2-甲基苯撑-4-基)-噻吩]}和聚{9,9-二己基-3,6-硅芴-co-[2,5-二(2-苯撑-4-基)-噻吩]}两类硅芴共聚物, 通过紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱, 并制作聚合物发光二极管器件测试电致发光光谱等手段, 系统表征了两类硅芴共聚物材料的性能. 实验结果表明, 噻吩的加入形成了新的蓝色发光中心, 并且实现了从硅芴链段到含噻吩发光中心的有效能量转移. 通过增加发光中心结构的空间位阻来减小其共轭程度, 可以使聚合物的PL和EL光谱发生较大蓝移. 最终得到了效率为0.46%和色坐标(CIE)为(0.19, 0.16)的蓝光LED器件.     

芴与噻吩发光共聚物的合成及其电致发光性能

采用Suzuki偶合方法合成出了一系列新型的 9,9 二辛基芴 (DOF)和噻吩 (Th)的共聚物 .其中 ,DOF与Th的投料比 (摩尔比 )分别为 95∶5 (PTF5 )、90∶1 0 (PTF1 0 )、85∶1 5 (PTF1 5 )、70∶3 0 (PTF3 0 )、5 0∶5 0 (PTF5 0 ) .所有的聚合物均可溶于常用的有机溶剂 ,如THF,CHCl3等 ,其分子量在 60 0 0～ 5 3 0 0 0之间 .当在聚芴主链中引入噻吩后 ,其发光波长发生了红移 ,最大发光波长由PTF5时的 490nm红移到PTF5 0时的 5 41nm .随着聚芴主链中噻吩含量的增加 ,最大电致发光和光致发光效率都逐渐降低 由这些聚合物所制得的器件 ,最大电致发光效率为PTF5和PTF1 0的 0 45 %.由此表明 ,在聚芴主链中引入少量的低带隙单体噻吩可以调节聚芴的发光颜色及发光效率     

新型含silole聚咔唑的合成及其高效率红色发光二极管研究

合成了一种3,4-位为三苯胺的新型silole单体(TST)及其与N-己基-3,6-咔唑(Cz)组成的共聚物PCz-TST,其中TST的含量变化为1%~20%.PCz-TST的重均分子量介于9000~10600之间,而多分散系数在1.3~1.5之间.研究了共聚物的吸收光谱、电化学性质、光致发光光谱、以及电致发光性能.PCz-TST的主吸收峰位于305 nm,归属于咔唑链段的贡献,而TST单元的吸收出现在498 nm.4种PCz-TST的光学带隙在2.06~2.18eV之间,其光致发光光谱具有明显的能量转移特征,固态薄膜能发出单一的橙光,而电致发光峰位进一步红移,在604~645 nm之间.PCz-TST的HOMO能级在-4.99~-5.12 eV之间,与典型的空穴阻挡层TPBI能形成大于1.0 eV的空穴势垒.在器件结构为ITO/PEDOT/PCz-TST/TPBI/Ba/Al的聚合物发光二极管中,TPBI层能限制激子复合区域并提高复合效率,表现了来自silole单元的高效率电致红光,其中5%TST含量的共聚物获得了1.94%的最大外量子效率.TPBI的引入还导致了电致发光光谱的红移,从而改善了红光的色纯度.     

含烷基侧链聚芴基苯并二噁唑聚合物的合成及性能研究

通过溶液缩聚的方法合成了一种含烷基侧链聚芴基苯并二噁唑聚合物(PBOPFx),讨论了聚合物的光物理性能、热性能和溶解性能.结果表明,在甲基磺酸(MSA)溶液中,PBOPFx紫外吸收显示出最大吸收峰为466 nm左右的蓝光发射,与PBO相比,最大紫外吸收峰和最大荧光发射峰均发生了明显红移,这是由于芴单元的引入,提高了聚合物的共轭程度,加强了对电子的束缚能力.此外,比较了PBOPFx在320 nm处和430 nm处激发得到的荧光发射光谱,预测聚合物中存在两种共轭单元,通过测定氧化还原曲线以及讨论stokes位移,验证了这个假设,但是由于两种共轭单元并没有出现明显的分离现象,同时还伴有电子传输杂化,致使PBOPFx主要显示出共轭长度大的单元的吸收和发射.另外由于芴单元中烷基侧链的存在,聚合物(PBOPFx)的热稳定性远低于聚亚苯基苯并二噁唑聚合物(PBO),起始分解温度在350℃左右,溶解性方面,PBOPFx有了很大的改善,在大多数有机溶剂中能较好溶解.     

新型苯并二吡咯酮与苯并二噻吩衍生物的共聚及性能研究

以苯并二吡咯酮（BDP）类衍生物为电子受体单元,噻（硒）吩修饰的苯并二噻吩（BDT）类作为电子给体单元,通过钯催化Stille缩聚反应合成了3种新型的给体-受体（D-A）共聚物PBDP-BDT(T), PBDP-BDT(Se), PBDP-BDTT(T),并采用核磁共振、凝胶渗透色谱、紫外-可见分光光度计、循环伏安法,热重分析对3种聚合物的结构和性能进行了表征。结果表明：3种聚合物紫外可见吸收范围为250～1200 nm,其能量最低的吸收峰分别位于680 nm, 722nm, 744 nm;起始氧化电位分别为0.90 eV, 0.73 eV, 0.75 eV,由此估算出其电化学能隙分别为1.72eV,1.47 eV,1.40 eV,显示出较窄的能隙特征。此外,聚合物还具有较好的热稳定性。      

含嘧啶与芴结构单元共聚物的合成及性能

通过Suzuki偶联反应将2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)-9,9-二辛基芴与2-氨基-4,6-二碘嘧啶共聚,得到了一种新型共聚物聚(2-胺基嘧啶-9,9-二辛基芴)。采用红外光谱、核磁共振氢谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、循环伏安、热重分析等测试方法对共聚物进行了性能分析。结果表明:该共聚物有一定的热稳定性,在氯仿溶液中的激发峰位于390 nm,462nm和496 nm处出现了2个发射峰并在最大吸收波长下发射黄绿色荧光。共聚物的氯仿溶液存在酸致变色现象,加入CF_3COOH后,共聚物在390 nm处的吸收峰强度不断降低,并且在433 nm左右出现了一个新的吸收峰,溶液由淡黄色转变为绿色,UV-Vis吸收峰发生红移。     

喷涂法制备大面积倒置聚合物光伏器件

采用喷涂工艺制备了结构为ITO/ZnO/P3HT∶PCBM/V2O5/Ag(P3HT:聚噻吩;PCBM:6,6-苯基-C61-丁酸甲酯)的大面积倒置光伏器件,有效面积为1.0×1.1 cm2。 光谱测试结果表明,退火处理后,P3HT∶PCBM薄膜吸收显著增强,并且产生一定程度的红移。 采用ZnO和V2O5代替LiF和PEDOT∶PSS(聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸盐)作为器件修饰层,避免了PEDOT∶PSS对ITO的腐蚀和LiF潮解,采用Ag代替Al作为金属背电极避免了Al被氧化。 经过后退火处理器件的效率从1.1%提升至1.65%。 器件的稳定性相对于传统结构有了大幅提升,8周后器件效率只衰减10%。     

用CdSe/ZnS量子点提高体异质结有机太阳电池的效率

通过掺杂吸收光谱在可见光波段的量子点可提高聚合物对可见光的吸收,因此掺杂CdSe/ZnS核-壳结构量子点(CQDs)能提高聚(3-己基噻吩):[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(P3HT:PCBM)体异质结太阳电池的能量转换效率.本文研究了CdSe/ZnS量子点在P3HT:PCBM中的不同掺杂比例及其表面配体对太阳电池光伏性能的影响,优化器件ITO(氧化铟锡)/PEDOT:PSS(聚(3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸)/P3HT:PCBM:(CdSe/ZnS)/Al的能量转换效率达到了3.99%,与相同条件下没有掺杂量子点的参考器件ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al相比,其能量转换效率提高了45.1%.     

新型红光电磷光芴-alt-咔唑共聚物的合成与发光性能

通过Suzuki聚合反应合成了一系列以芴-alt-咔唑为主链, 铱配合物为侧链的深红色电磷光共轭聚合物. 发光器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/PVK/Copolymer/Ba/Al, 基于共聚物PFCzIrNiq-1的器件在电流密度为9.4 mA/cm2时, 最大外量子效率为0.23%, 最大发射波长为680 nm.     

新型基于3,6-咔唑与噻吩衍生物的红光聚合物的合成与性能研究

用Suzuki偶合反应制备了一系列N-(2-乙基己基)-3,6-咔唑(Cz)与4,7-二(4-己基噻吩)-2,1,3-苯并噻二唑(DHTBT)的共聚物, 研究该类聚合物的电化学、光学和电致发光性能. 在薄膜状态下, 即使DHTBT含量为1%的聚合物也发生了从Cz链段到DHTBT单元的有效的能量转移. 光致发光光谱随着DHTBT含量的增加, 从645 nm红移至690 nm. PCzDHTBT1获得了71%的薄膜光致发光效率. 以该类聚合物为发光层的器件的EL光谱也随着DHTBT含量的增加从635 nm红移至680 nm. 由PCzDHTBT15制作的结构为ITO/PEDOT:PSS/polymer/Ba/Al的器件得到了0.61%的外量子效率.     

以铱配合物为核、3,6-咔唑为枝的超支化电磷光聚合物的合成与发光性能

采用Suzuki缩聚反应制备了以铱配合物为核、3,6-咔唑为枝的超支化电磷光聚合物(PCzIrMppy1和PCzIrMppy3). 超支化聚合物PCzIrMppy3的光致发光量子效率为62%, HOMO能级为-5.22 eV, 接近阳极ITO/PEDOT∶PSS的能级(-5.20 eV), 表明其优异的空穴注入性能. 以PCzIrMppy3聚合物为发光层制备的绿光电磷光电致发光器件ITO/PEDOT∶PSS/Emissive layer/CsF/Al的最大电流效率为10.4 cd/A, 最大亮度为34758 cd/m². 此外, 器件的效率随电流密度的衰减较慢, 说明这种超支化结构可有效减少高电流密度下的浓度猝灭.     

Synthesis and characterization of polyfluorenevinylene with cyano group and carbazole unit

The present investigation deals with the synthesis, characterization, and EL properties of new polyfluorenevinylenes, CzCNPFVs, with cyano‐substituted vinylene unit and carbazole pendant. In CzCNPFVs, synthesized by the Knoevenagel condensation, the carbazole pendant was introduced to improve the efficiency of reported CNPFV. The PL emission spectra of the CzCNPFVs in chloroform solution show maximum peaks at 476–479 nm. In thin films, maximum peaks of the CzCNPFVs appeared at 501–504 nm, red‐shifted around 25 nm as compared to those in solution. The emission maxima of the EL spectra of the polymers appear at around 496–504 nm. The maximum luminescence (L_max) of CzCNPFV2 of the device with the configuration of ITO/PEDOT/CzCNPFVs/Ca/Al is 1724 cd/m² at 8 V. The maximum luminescence efficiency of CzCNPFV1 is 0.18 cd/A. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 47: 6540–6551, 2009