美國化學會志報道化學所導電聚合物研究成果
2007-06-28 來源：中國聚合物網
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在國家自然科學基金委、科技部、中國科學院的大力支持下，中科院化學所有機固體院重點實驗室研究人員與美國佐治亞理工大學科研人員合作，設計合成了既具有高電子遷移率又具有寬波段吸收的n-型黑色導電聚合物，并用它構筑了高操作性能的有機場效應晶體管和全聚合物太陽能電池，部分研究成果發表在美國化學會志(J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(23), 7246－7247)上。
酰亞胺小分子具有低的LUMO能級和高的電子遷移率，常用于制備有機場效應晶體管和有機太陽能電池。然而它不能吸收近紅外波段的太陽光。另一方面，稠環噻吩具有共平面結構，有利于分子有序排列和遷移率的提高。研究人員把？酰亞胺和稠環噻吩共聚得到了黑色的交替共聚物。缺電子酰亞胺和富電子稠環噻吩之間的電子轉移把吸收拓展到近紅外區域。用合成的聚合物作為半導體層構筑了n-型場效應晶體管，它具有高電子遷移率(1.3 10-2 cm2V？1s？1)、高開關比(>104)和低閾值電壓(4.4 V)等特點，是溶液加工的n-型場效應晶體管中性能最佳的器件之一。研究人員還用這一聚合物作受體，與聚噻吩衍生物給體共混，構筑了全聚合物共混太陽能電池，器件在模擬太陽光(AM1.5, 100 mW/cm2)下的能量轉化效率超過1%，這也是文獻報道的全聚合物共混效率最高的太陽能電池之一。
n -型有機半導體材料是構筑有機光電子器件如發光二極管、場效應晶體管和太陽能電池中活性層的重要材料。相對于p-型有機半導體材料而言，n-型有機半導體材料比較缺乏，特別是具有高電子遷移率的n-型導電聚合物更為少見。
酰亞胺小分子具有低的LUMO能級和高的電子遷移率，常用于制備有機場效應晶體管和有機太陽能電池。然而它不能吸收近紅外波段的太陽光。另一方面，稠環噻吩具有共平面結構，有利于分子有序排列和遷移率的提高。研究人員把？酰亞胺和稠環噻吩共聚得到了黑色的交替共聚物。缺電子酰亞胺和富電子稠環噻吩之間的電子轉移把吸收拓展到近紅外區域。用合成的聚合物作為半導體層構筑了n-型場效應晶體管，它具有高電子遷移率(1.3 10-2 cm2V？1s？1)、高開關比(>104)和低閾值電壓(4.4 V)等特點，是溶液加工的n-型場效應晶體管中性能最佳的器件之一。研究人員還用這一聚合物作受體，與聚噻吩衍生物給體共混，構筑了全聚合物共混太陽能電池，器件在模擬太陽光(AM1.5, 100 mW/cm2)下的能量轉化效率超過1%，這也是文獻報道的全聚合物共混效率最高的太陽能電池之一。
n -型有機半導體材料是構筑有機光電子器件如發光二極管、場效應晶體管和太陽能電池中活性層的重要材料。相對于p-型有機半導體材料而言，n-型有機半導體材料比較缺乏，特別是具有高電子遷移率的n-型導電聚合物更為少見。
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（責任編輯：曉靖）
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