共轭聚合物为基础的荧光传感器

近年来,借助共轭聚合物的荧光发射与淬灭过程开发化学与生物传感技术成为倍受关注并获得迅速发展的研究领域。由于共轭聚合物能够沿分子链进行能量和电荷传导,从而产生信号放大现象,这类传感器通常都具有较高的灵敏度。本文主要通过对几种具有代表性的此类化学/生物传感器的举例说明,概述荧光共轭聚合物的传感机理,并简要介绍这一领域的发展状况。     

盘状液晶材料的研究进展

盘状液晶分子容易形成柱状堆积的超分子组装体, 由于分子在液晶态具有一定的流动性, 使得组装体具有良好的结构缺陷自修复功能. 因此具有特定芳香共轭结构的盘状液晶分子可以呈现较高的导电特性, 能够有效传输电荷, 具有制备光电器件的潜在应用价值. 本文主要介绍以苯环、苯并菲、六苯并蔻、苝和肽菁为中心核的盘状液晶材料, 其分子结构的化学修饰对液晶性能的影响, 液晶材料在有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和太阳能电池器件中的应用, 以及盘状液晶材料相关的动力学研究进展.     

All-polymer solar cells with perylenediimide polymer acceptors

Four polymers based on perylenediimide co-polymerized with thiophene, bithiophene, selenophone and thieno[3,2-b]thiophene were investigated as the acceptor materials in all-polymer solar cells. Two different donor polymers, poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene)-2-carboxylate-2,6-diyl](PTB7-Th) and poly[(5,6-difluoro-2,1,3-benzothiadiazol-4,7-diyl)-alt-(3,3′′′-di(2-dodecyltetradecyl)-2,2′;5′,2″;5″,2′′′-quaterthiophen-5,5′′′-diyl)](Pff BT4T-2DT), with suitably complementary absorption spectra and energy levels were applied and examined. Among all different donor-acceptor pairs studied here, the combination of PTB7-Th:poly[N,N′-bis(1-hexylheptyl)-3,4,9,10-perylenediimide-1,6/1,7-diyl-alt-2,5-thiophene](PDI-Th) exhibited the best power conversion efficiency(PCE) of 5.13%, with open-circuit voltage(V_(oc)) = 0.79 V, short-circuit current density(J_(sc)) = 12.35 mA·cm~(-2) and fill-factor(FF) = 0.52. The polymer of PDI-Th acceptor used here had a regio-irregular backbone, conveniently prepared from a mixture of 1,6- and 1,7-dibromo-PDI. It is also noteworthy that neither additive nor posttreatment is required for obtaining such a cell performance.     

苝二酰亚胺聚合物受体设计及在全聚合物太阳能电池中的应用

二元或多元聚合物组成的本体异质结具备高度稳定的微相分离形貌,带来潜在的器件寿命和稳定性方面的巨大优势,全聚合物活性层器件因而成为有机太阳能电池的重要发展方向和研究内容.本文系统介绍近年来苝二酰亚胺类聚合物受体的研究进展,以及将这类聚合物受体应用于全聚合物太阳能电池所取得的重要成果.通过多种不同共聚单元结构的设计和筛选、主链和侧链化学结构的调控和优化,获得了一系列性能优越的苝二酰亚胺聚合物受体,这些材料的运用大幅度地提升了全聚合物太阳能电池的能量转化效率.相关的研究数据和结果也为后续酰亚胺类聚合物受体的设计开发、全聚合物本体异质结活性层的形貌特征和光电转化机制的分析和研究,以及全聚合物太阳能电池器件性能的优化和提升提供了良好的实验基础.     

基于非卤素溶剂的高性能全聚合物太阳能电池

以聚合物PTB7-Th为给体、聚合物PDI-V为受体和四氢呋喃为溶剂,构筑了全聚合物太阳能电池.PTB7-Th与PDI-V光谱互补,有效地拓宽了活性层在可见光区的吸收范围,这有利于提高光电流.在器件优化过程中,发现热退火的方法可以有效地提高器件的光伏性能.尽管热退火处理对器件的开路电压影响不大,但是可以一定程度上提高器件的短路电流和填充因子,从而将电池的效率从7.1%提高到8.1%.8.1%的效率也是目前采用非卤素溶剂加工的基于苝酰亚胺类聚合物受体电池效率的最高值.该实验结果表明,四氢呋喃作为一种低毒性的有机非卤素溶剂,可以用来制备高性能有机光伏器件.