退火处理ZnPc(OC_8H_(17)OPyCH_3I)_8阴极缓冲层的倒置有机太阳能电池

制备了以Zn Pc(OC8H17OPy CH3I)8为阴极缓冲层、P3HT∶PCBM为有源层的有机太阳能电池。对阴极缓冲层Zn Pc(OC8H17OPy CH3I)8薄膜分别进行了溶剂蒸汽退火和过渡舱惰性气体流退火处理,并利用原子力显微镜(AFM)对缓冲层表面形貌进行了表征。结果表明:这两种退火方法都使缓冲层形貌得以改善。电池效率从2.14%提高到3.76%,电流密度从8.12 m A/cm2提高到10.71 m A/cm2,填充因子从0.45提高到0.61。与传统器件相比,退火处理的阴极缓冲层器件的稳定性也得到了改善,器件寿命延长了1.4倍。这种简单阴极界面处理方法为改善聚合物太阳能电池性能提供了有效途径。     

基于2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑的激发态分子内质子转移化合物的光物理行为研究

运用量子化学理论计算方法结合现代光谱技术对激发态分子内质子转移(Excited state intramolecular proton transfer,ESIPT)化合物DHBIA{N,N'-di[3-hydroxy-4-(2'-benzothiazole)phenyl]5-tert-butyl-isophthalic amide}的激发态光物理行为进行了深入研究.研究表明:该化合物的醇式激发态很容易发生分子内C—N单键的快速扭转,使分子构型发生大幅扭曲,并显现出明显的扭曲的分子内电荷转移(Twisted intramolecular charge transfer,TICT)特征,激发态的这种构型弛豫导致的非辐射失活与质子转移过程相竞争,导致了激发态质子转移效率的降低以及相应酮式结构发光物种的大幅减少,从而致使化合物稀溶液的发光极为微弱.这种TICT特征也正是导致该化合物具有聚集发光增强性质的重要原因之一.     

新型空穴传输材料CuSCN在光电器件中的应用

硫氰化亚铜（CuSCN）是一种良好的p型宽禁带透明半导体材料,具有较高的透光性、高导电率、易于常温制备、可溶液加工性以及价格低廉等优点,使得CuSCN成为未来大面积制备光电器件的有力竞争者。本文概述了CuSCN半导体材料的晶体结构、光学性质以及空穴传输特性等基本物理性质,介绍了几种常见CuSCN薄膜的制备方法,包括溶液加工成膜法、电化学沉积法和连续性离子层吸附与反应法等;对上述不同的制备方法结合实际应用进行了阐述,同时对比与讨论了各种制备方法的优点和缺点;接下来总结了CuSCN材料作为空穴传输层在场效应晶体管（FETs）、有机电致发光器件（OLEDs）、有机太阳能电池（OSCs）以及有机-无机杂化太阳能电池（HSCs）等领域的应用及其研究进展,最后对CuSCN所面临的问题以及研究前景进行了展望。     

非周期微纳结构增强有机发光二极管光耦合输出的研究进展

有机发光二极管（OLED）具有功耗低、重量轻、色域宽、响应时间快及对比度高等优点,在全彩平板显示和固态照明等领域均显现出巨大的应用潜力,受到人们的广泛关注.然而,较低的光输出效率使得器件的外量子效率远低于内量子效率,这严重制约了OLED器件的发展和应用.因此如何提高OLED器件的光耦合输出效率已成为备受关注的研究课题.本文主要介绍了采用非周期微纳结构提高OLED器件光耦合输出效率的最新研究进展,对随机微纳透镜结构、光散射介质层、聚合物多孔散射薄膜、随机凹凸波纹结构及随机褶皱结构等多种对器件亮度分布和光谱稳定性无明显影响的光耦合输出技术进行了总结和讨论.最后,对提高OLED器件光耦合输出研究做了总结和展望.     

Orthogonal solubility in fully conjugated donor-acceptor block copolymers: Compatibilizers for polymer/fullerene bulk-heterojunction solar cells

Donor-acceptor (D-A) type fully conjugated block copolymer systems have been rarely reported due to the challenges in synthetic approaches to prepare well-defined low-polydispersity products. In this work, fully conjugated block copolymers are synthesized in a one-pot reaction through Stille coupling polycondensation, by utilizing the end-functional polymer copolymerization method. End-functional P3HT are copolymerized with AA (2,7-dibromo-9-(heptadecan-9-yl)-9H-carbazole) and BB (4,7-bis(5-(trimethylstannyl)thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole, TBT) type monomers, respectively. The orthogonal solubility between the very soluble P3HT donor and the insoluble PCDTBT acceptor block improves the purity of block copolymers as well as distinct nano-scale phase-separation compared with other reports on miscibility of donor and acceptor polymer block. Further purification via preparative GPC is carried out to remove the excess of unreacted P3HT and free PCDTBT as well as to achieve low polydispersity of block copolymers. The chemical structure of the P3HT-b-PCDTBT block copolymers are verified via ¹H-NMR, and further confirmed by FTIR spectra. The block copolymer shows broad absorption and moderate optical band gap of 1.8 eV. Furthermore, the fully conjugated block copolymer films exhibit significant fine structures, much smoother film morphology compared to P3HT/PCDTBT polymer blends. By adding a small amount of block copolymer P3HT-b-PCDTBT as a compatibilizer into the bulk-heterojunction of P3HT:PC₆₁BM blends, polymer solar cells with an 8% increase of short circuit current (J _sc and 10% increase of power conversion efficiency (PCE) are achieved owing to the improvement of the active-layer film morphology. To the best of our knowledge, this is the first report on donor-acceptor type fully conjugated block copolymer as an effective ternary additive in polymer: fullerene bulk heterojunction solar cells.     

基于交叉共轭结构的功能材料

近年来,人们对交叉共轭体系的制备、性能以及理论研究方面产生了极大的兴趣.本文综述了近期国内外在交叉共轭体系研究方面取得的一些最新进展,重点介绍了其在自组装、有机电致发光和离子检测等方面的最新发展动态.最后还对本课题组在交叉型p-n双嵌段寡聚物方面的研究作了详细的介绍,并对一些热点问题作了展望.     

新型含氟聚苯撑乙烯的合成及电致发光性能

设计并合成了两个不同烷氧基增溶的结构新颖的含氟聚苯撑乙烯Pa, Pb和共聚物Pc. 通过核磁共振和元素分析对其结构进行了表征, 通过热重分析、凝胶色谱测定了其热分解温度和分子量及分布; 紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计测得其吸收-发射光谱. 测量发现热失重曲线拐点温度超过400 ℃. 由2-乙基己基增溶的Pa和Pc具有优异的溶解性, 固态荧光发射波长分别为499和585 nm, 相应比PPV和MEH-PPV稍有蓝移. 应用旋转涂膜的方法制作Pa和Pc的双层器件(ITO/PEDOT/Polymer/Ba/Al), 电致发光波长分别为494和604 nm, 器件均具有较低的启动电压(4 V左右), 分别在24和15 V时达到最大亮度598和203 cd•m^－2, 而此时电流密度分别为100和80 mA•cm^－2.     

基于阳离子型共轭聚合物和核酸适配体的高灵敏铅离子快速检测方法

建立了基于主链含芴的阳离子型对芳撑乙炔衍生物(poly{[9,9-bis(6’-(N,N,N-diethylmethyl ammonium) hexyl)-2,7-fluorenyleneethynylene]-alt-co-[2,5-bis(3 '-(N,N,N-diethylmethylammonium)-1’-oxapropyl)-1,4-phenylene] tetraiodide},PFEP)和核酸适配体快速检测Pb2+的新方法.使用选择性更高的核酸适配体序列,有效降低了Hg2+对Pb2+检测的干扰,提高了检测的选择性和灵敏度.用于识别Pb2+的核酸探针(TBAA)末端月用荧光素标记(5’-6-FAM-GGAAGGTGTGGAAGG-3’).当其与pb2+发生特异性结合时,形成电荷密度高于单链DNA的G-四链体结构,与PFEP之间的静电作用增强,使能量供体(聚合物)与受体(荧光素)之间的距离拉近,发生更高效的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energytransfer,FRET).其它金属离子由于不能和TBAA结合,且金属离子本身对聚合物和荧光素的荧光有一定程度的猝灭,因此其FRET信号远低于空白对照.本方法快速、灵敏,几分钟内即可完成检测,常见金属离子均不干扰检测.对湖水中Pb2+的检测限为1 nmol/L,远低于饮用水国家标准中对Pb2+浓度的限量标准.本方法为水中Pb2+的检测提供了一种简便、快速、高效的新方法.     

基于有机硼化合物的氟离子化学传感器的研究进展

有机硼化合物中硼原子空的pπ轨道使其作为路易斯酸能够选择性的结合氟离子,其与氟离子的结合破坏了硼中心与芳香取代基的pπ-π共轭,引起有机硼化合物光物理性质的变化。因此,有机硼化合物能够用作高选择性的氟离子化学传感器材料。本文从具有三芳基硼结构及硼酸或硼酸酯结构的这两类有机硼化合物出发,综述了它们在氟离子化学传感器领域的研究进展。     

含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂合成及胶团化特性

合成了含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂,研究了其胶团化特性.结果表明,该羧酸盐Gemini表面活性剂具有很低的cmc值,给出了cmc-T(温度)以及lncmc-(m+1)(烷烃链长)的回归方程.计算了胶团化的热力学函数变化,证实胶团化过程来自熵驱动,并表现出焓/熵补偿现象,在所考察的系列中,以(m+1)=11的胶团最为稳定.