苝二酰亚胺:有机膦盐基双组份共混电子传输层及其开路电压接近1.0 V的非富勒烯聚合物太阳电池（英文）

有机太阳电池的电子传输层(cathode interlayer,CIF)要求具备多种性质以利于实现高性能的电子传输与收集,这些性质包括可以与活性层形成优异的欧姆接触、高电子传输能力、低密度缺陷、高空穴阻挡能力等,而使用合适的双组份共混电子传输层可能更好地实现这些功能。本文中,我们选取苝二酰亚胺和四苯基溴化膦(PDINO:TPhPBr)来制备双组份共混的小分子CIF,并选取PBDB-T:IDTBR制备活性层。受体IDTBR的高分子空轨道(LIMO)能级、给体PBDB-T的低最高占据轨道(HOMO)能级以及小的给受体间的HOMO-HOMO能级差有利于得到高的开路电压(Voc),更主要的是,与单组份CIF相比,PDINO:TPhPBr所具有的更优异的性能使得所制备的非富勒烯聚合物太阳能电池具有更高的Voc、短路电流(Jsc)和填充因子(FF)。最终,得到了8.27%的光电转换效率和1.0 V的Voc。这些结果说明了苝二酰亚胺和膦盐基双组份共混小分子CIF在提升电池性能方面所具备的巨大潜能。     

N-硬脂酰-L-谷氨酸及其乙酯衍生物的合成与成胶性质研究

研究了N-硬脂酰-L-谷氨酸(C18-GIu)——一个具有多个氢键位点的有机胶凝剂分子及其乙酯(C18-GIu-2ES)衍生物的合成与成胶性质．文献报道的合成方法是将硬脂酰氯滴加到L-谷氨酸钠的丙酮与水的混合溶液中,但我们的多次实验结果表明该合成方法的可操作性比较差,究其原因主要在于：反应的副产物之一盐酸的强酸性容易导致反应液的局部强酸性环境,而使反应产生的C18-GIu分子继续与L-谷氨酸反应,这大大增加了产物的后处理难度,很难得到高纯度的产物．因此,我们改用L-谷氨酸二乙酯为原料,在二环己基碳酰亚胺催化下或通过硬脂酰氯得到所需的高纯度产物．在此基础上,研究了．合成的C18-GIu及C18-GIu-2ES的成胶性质,结果表明C18-GIu-2ES具有比C18-GIu更广的成胶范围和更小的成胶浓度．     

Synthesis, Crystal Structure and Electrochemical Property of 3a,4,5,8,9,9a,10,11-Octahydro-2H,3H-1,6,7,12-tetrathiaperylene （H10TTPR）

H10TTPR was prepared starting from terephthalaldehyde and characterized. Crystal structure of H10TTPR and an intermediate compound 11 were determined by X-ray diffraction analysis. A quasi-reversible redox wave at 1.15 V (vs.SCE) was observed for H10TTPR, indicating that it is a weak electron donor.     

新型酞菁-苝分子异质结的合成及其光伏性能研究

通过酰胺键将酞菁(电子给体单元)和苝二酰亚胺(电子受体单元)偶联,合成了新型的酞菁-苝分子异质结,其在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等常用溶剂中有较好的溶解度.紫外光谱分析表明其吸收光谱是酞菁和苝二酰亚胺信号的叠加,出现在300～780 nm之间.该分子摩尔消光系数高达105L mol-1 cm-1数量级,说明具有较宽的太阳光谱覆盖范围和很高的吸光系数.基于这些良好的光谱响应特性,制备了以该分子与[6,6]-苯基-C61-丁酸酸甲酯(PC61BM)为光活性层的有机太阳能电池(OSCs),该电池器件结构为ITO/聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/酞菁-苝给受体分子:PC61BM/Ca/Al,光电转换效率(PCE)为0.009%,对应的开路电压(Voc)为0.472 V,短路电流(Jsc)为0.104 mA/cm2,填充因子(FF)为0.18.     

4-异丁氧基-10-羟基-1,7-二氮杂菲-2,8-二羧酸甲酯的合成、表征及晶体结构

报道了4-异丁氧基-10-羟基-1,7-二氮杂菲-2,8-二羧酸甲酯(1)的选择性合成.化合物1是以间苯二胺(3)为起始原料,经三步反应合成得来.间苯二胺和1,4-二羧酸二甲酯丁炔(4)反应生成了1,3-二-(1,2-二甲氧羰基-乙烯氨基)苯(5),随后化合物5在二苯醚中加热回流,生成4,10-二羟基-1,7-邻二氮杂菲-2,8-二羧酸甲酯(6)和4,5-二羟基-1,8-二氮杂蒽-2,7-二羧酸甲酯(7).从核磁共振氢谱中可以估算出,化合物6的产率是化合物7的7～9倍.化合物6和7的混合物通过Mitsunobu反应生成了化合物1和4,5-二异丁氧基-1,8-二氮杂蒽-2,7-二羧酸甲酯(2),其中化合物1的产率是化合物2的5～7倍.晶体结构清楚地表明化合物1中10位上的羟基与1位上的氮原子之间形成了六元环分子内氢键,而在化合物2中却没有发现分子内氢键,此现象很好的说明了氢键的形成与选择性合成之间存在着重要的联系.     

分子第一超极化率的分子结构效应研究

以(类)杂芪染料等十种有机分子为例,研究了分子结构效应对有机分子第一超极化率的影响规律,将分子结构效应归为五类,即：正负电荷效应、共轭π－电子数效应、共轭π－原子效应、联接效应和电子给/受体效应,得到了用简单的分子跃行波数νa来表示分子结构效应对第一超极率影响的线性方程组和网状关系图,该图不仅反映了每种结构因素对β值的影响规律及其所能给出的最高第一超极化率,更反映了这五种结构因素对第一超极化率的不同影响规律间的关系,指出了最能增大第一超极化率的结构因素是正电荷效应,为设计具有特殊光学窗口的有机分子提供一个新概念和新途径。