含EDOTBT结构单元低能隙聚合物的合成及性能

高分子材料科学与工程, 2015, 31(11): 19-24.

含EDOTBT结构单元低能隙聚合物的合成及性能

姚尧 ^1, , 徐延明 ^2, , 李坚 ^3, , 任强 ^4, , 汪称意 ^5, , 盛刚 ^6,

1.江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室常州大学材料科学与工程学院,江苏常州,213164

2.江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室常州大学材料科学与工程学院,江苏常州,213164

3.江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室常州大学材料科学与工程学院,江苏常州,213164

4.江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室常州大学材料科学与工程学院,江苏常州,213164

5.江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室常州大学材料科学与工程学院,江苏常州,213164

6.江苏欧密格光电科技股份有限公司,江苏常州,213164

基金项目: 江苏省大学生实践创新训练计划省级重点项目(201310292004Z)

关键词： Suzuki偶合反应 , D-A型共轭聚合物 , 低能隙 , 聚合物太阳能电池

Synthesis and Characterization of 4,7-Di (3,4-Ethylenedioxythiophene)-2,1,3-Benzothiadiazole Based Low-Band-Gap Copolymer

采用Heck反应制备了以3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)为供体,苯并噻二唑(BT)为受体的D-A型单体4,7-二(3,4-乙撑二氧噻吩)-苯并噻二唑(EDOTBT);采用Suzuki反应合成了一种低能隙的共轭聚合物4,7-二(3,4-乙撑二氧噻吩)-苯并噻二唑-芴共聚物(PEDOTBTF6).通过核磁共振、热失重、凝胶渗透色谱、紫外-可见先光谱、循环伏安等对其进行了分析研究.结果表明,成功合成了单体EDOTBT及共轭聚合物PEDOTBTF6,所得共聚物具有较高的相对分子质量,在有机溶剂中具有较好的溶解性,且具有良好的热稳定性.PEDOTBTF6具有较低的能带隙,其光学带隙宽为1.65 eV.通过循环伏安法测得其HOMO和LUMO能级分别为-5.23 eV,-3.58 eV.由该共聚物制备的聚合物太阳能电池具有良好的光电性能.初步研究表明,当退火温度为160℃,退火时间为20 min时,所得到的聚合物太阳能电池的短路电流(Jsc)为1.6 mA/cm2;开路电压(Voc)为0.5 V;先电转换效率(PCE)为0.21％.

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