非富勒烯受体DA'D型稠环单元的结构修饰及电池性能研究

近年来,设计和合成高性能非富勒烯受体(NFAs)材料已经成为太阳能电池研究领域的前沿课题。基于DA'D型稠环结构的NFAs由于具有吸光系数高、能级和带隙可调、结构易于修饰、分子可高效合成、光电学性能优异等优点而受到了越来越广泛的关注。在短短7年的时间里,能量转换效率(PCE)从3%~4%提高到18%。2019年初邹应萍等报道了一个优秀的受体分子Y6,与PM6共混制备单结电池,获得了15.7%的能量转换效率。Y6类受体材料的中心给电子单元为DA'D型稠环结构,缺电子单元(A')通过氮原子与两个给电子单元(D)并联形成稠环结构,这有助于降低前线分子轨道能级并增强吸收,同时与氮相连的两个烷基链和位于噻吩并噻吩β位的两个侧链则有助于提高溶解度及调节结晶性。自Y6问世以来,人们对分子的结构剪裁进行了深入的研究,并报道了数十种新的结构。在这些新的受体中,DA'D部分的结构裁剪对提高器件效率和太阳能电池的性能起着至关重要的作用。本文对A'、D单元和侧链结构修饰的研究进展进行了综述。通过选择几组受体,对最近报道的分子进行分类,并将它们的光学、电化学、电学和光电性质与精确的结构修饰相关联,从而对结构-性能关系进行全面概述。     

Linearity relationship between solvatochromic shifts of stilbazolium-like dyes and modified reaction field function

We analyzed statistically the linear correlation of the solva-tochromic shifts of the stilbazolium-like dyes in the nonselected solvents with the reaction field function, L(εr) - bL( n2), and the solvent polarity parameter, ETN, respectively, and observed that there were not perfectly linearity relationships between them, so we introduced ETN into L(εr) - bL(n2) to form a new reaction field function, L(εr) - bL(n2) g ETN, called as the modified reaction field function, which can be perfectly linearly correlated with the solvatochromic shifts of the stilbazolium-like dyes in the nonselected solvents.     

新型有机类杂芪染料的合成及其光物理性质研究

利用改进的碱缩合或酸催化反应 ,合成了 8种类杂芪染料 :反式 ( 2 N 甲基吡咯基 ) ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 MPPSI)、反式 ( 2 吡咯基 ) ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 PPSI)、反式 ( 2 呋喃基 ) ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 FPSI)、反式 ( 2 噻吩基 ) ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 TPSI)、反式 ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 PSI)、反式 ( 4 甲基 ) 4( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 MPSI)、反式 ( 4 胺基 ) ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 APSI)和反式 ( 4 N ,N 二甲胺基 ) ( 4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (反式 DAPSI)其中PPSI、FPSI和TPSI为首次报道的新型染料 .研究了这 8种染料的基本光物理性质 .应用线性Ham mett方程 ,得到了类杂芪染料的电荷转移性质、荧光最大发射波数及Stock’s位移和Hammett常数σ或五员杂环的富电子性ρ(C) D 间的线性相关性 ,由于类杂芪染料分子的最低跃迁能 (υa)可与σ或ρ(C) D 线性相关 ,所以类杂芪染料的电转移态性质、荧光最大发射波数及Stock’s位移也可与υa 线性相关 ,从而得到了拓展的线性Hammett方程 .     

固态类杂芪分子一阶超极化率测定及溶剂效应

用溶致变色法研究溶剂对反式－（４－Ｎ,Ｎ－二甲氨基）－（４－Ｎ－甲基吡啶基）杂芪碘（ＤＡＳＰＩ）、反式、（２－Ｎ－比咯基）－（４－Ｎ－甲基吡啶基）杂芪碘３＊（ＭＰＰＳＩ）,反式－２（２－吡咯基）－２（４－Ｎ－比啶基）杂芪磺（ＰＰＳＩ）、反式－（２－呋喃基）－（４－Ｎ＿甲基吡啶基）杂芪碘（ＦＰＳＩ）、反式－（２－噻吩基）－（４－Ｎ－甲基吡啶基）杂芪磺（ＴＰＳＩ）和反式＿４－Ｎ－Ｌ在吡啶基）杂芪碘（Ｐ     

溶致变色法测定类杂芪染料分子-阶超极化率

Using solvatochromic method the determination of the molecular first-order hyperpolarizabilities of three novel stilbazolium-like dyes and twoknown stilbazolium-like dyes: trans-(pyrrol-2yl) -4-(N-methyl-pyridinio) -stilbazolium iodide(PPSI), trans-(furan-2-yl) -4-(N-methyl - pyridinio)-stilbazolium iodide (FPSI), trans-(thiophene-2-yl) -4- (N-methyl-pyridinio)-stilbazolium iodide (TPSI) and trans-(N-methylpyrrol-2-yl) 4-(N-methyl-pyridinio)-stilbazolium iodide (MPPSI), trans(4-N, N-dimethylamino) -(4- N-methylpwidinio) -stilbazolium iodide(DAPSI) in 8 solvents is presented, and their molecular hyperpolarizabilities are as high as 10-26 -10-27 esu. We have proved that the molecular hyperpolarizabilities is in linear correlation with the electron excessivities of donors for PPSI,FPSI and TPSI in each solvent, this relation give us a way to design molecules that have larger hyperpolallzabilities. Furthermore, our experiments show that the molecules of the five stilbazolium-like dyes have...更多 a larger dipolemoment, when they are in ground state than in excited state.     

类杂芪染料分子第一超极化率的溶剂效应研究

从实验上证明了反式-(2-N-甲基吡咯基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(MPPSI),反式-(2-吡咯基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(PPSI),反式-(2-呋喃基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(FPSI)和反式-(2-噻吩基)-(4-N-甲基吡啶基)杂芪碘(TPSI)在15种溶剂中的分子第一超极化率(β~χ~χ~χ)与给电子取代基的富电子性间的线性关系,得到了β~χ~χ~χ值与溶剂极性间的线性相关性,从以上两个线性相关中得到了溶剂极性影响类杂芪分子给/吸电子取代基的给/吸电子能力的溶剂系数δ~A和δ~D,以及分子内电荷转移对溶剂极性的敏感因子η。     

固态类杂芪分子一阶超极化率测定及溶剂效应

用溶致变色法研究溶剂对反式 (4 N ,N 二甲氨基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (DAPSI) ,反式 (2 N 甲基吡咯基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (MPPSI) ,反式 (2 吡咯基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (PPSI)、反式 (2 呋喃基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (FPSI)、反式 (2 噻吩基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (TPSI)和反式 (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (PSI)的分子一阶超极化率 (βxxx)的影响 ,揭示了溶剂极性 (ET(30 ) )与类杂芪染料的 βxxx值间很好的线性关系和影响规律 ,引入了溶剂化效应对待测化合物分子能级的影响与待测化合物分子间相互作用能级间存在等效能级的概念 ,从溶剂极性 (ET(30 )值 )与 βxxx值间的线性关系求出了在纯固态下类杂芪染料的 βsxxx值 ,及基态与第一激发态间跃迁能和最大吸收波长 .证明了MPPSI、PPSI、FPSI、TPSI和PSI在纯固态下的 βsxxx值与给电子取代基的富电子性间有很好的线性关系     

新型不对称酞菁锌的合成和表征

以4-硝基邻苯二甲腈为主要原料,合成了2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(正庚酰胺基)-酞菁锌、2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(甲氧基)-酞菁锌、2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(对叔丁基苯氧基)-酞菁锌和2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(苯氧基)-酞菁锌等4种对称型酞菁.在此基础上,选取4-对叔丁基苯氧基邻苯二甲腈为前驱体,采用概率法合成了含有氨基、羧基的2种不对称酞菁锌(A3B).     

两亲分子结构对铜网表面生长的Cu2S纳米材料形貌的影响

观察到两亲分子的结构对铜网表面生长的Cu2S一维纳米材料的形貌有较大的影响,含羧酸的强亲水型两亲分子--N-硬脂酰-L-谷氨酸有助于形成纳米线,而把两个羧基全部转化为酯基后,则倾向于形成具有分形结构的纳米带.