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齐聚噻吩作为一种功能性有机材料,以其优异的光、电性能,越来越受到研究者的重视。本文设计、合成了一系列齐聚噻吩衍生物,研究了它们的液晶性能和光、电性能。所设计、合成的齐聚噻吩衍生物是:2,2’:5’,2”-三噻吩、N,N’-双烷烃基-5,5”-二氯基-2,2’:5’,2”-三噻吩-4,4”-二酰胺(DNCnDC13T,n=8,18)、N,N-双十八烷烃基-5,5”-二溴基-2,2’:5’,2”-三噻吩-4,4”-二酰胺、5-甲醛基-2,2’:5’,2”-三噻吩、5-乙烯基-2,2’:5’,2”-三噻吩和5-乙烯基-5”-羧基-2,2’:5’,2”-三噻吩。并用质谱、核磁共振谱、元素分析、红外光谱和高效液相色谱对目标化合物进行了确认表征。各齐聚噻吩衍生物的结构式如下:差示扫描量热法测定的结果及偏光光学显微镜观察的结果显示出,DNC18DC13T和DNC18DBr3T具有近晶A相液晶性质,而DNC8DC13T不具有液晶性质。研究结果发现,部分分子间氢键对于液晶的形成起着重要的作用。另外,与酰胺基相连的烷基链的长短,对液晶的形成也起着重要的作用。
测定了3T、DNCnDC13T(n=8,18)、3T-CHO、V3T、V3T-COOH这些齐聚噻吩衍生物的紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安曲线。测定和计算的结果发现,3T-CHO具有较高的吸收波长(λ=400nm),V3T具有较高的荧光量子效率(φ=0.107),V3T-COOH具有较小的能隙。
在对3T-CHO光、电性能研究的基础上,探索了其作为太阳能电池材料的应用。利用ITO玻璃、3T-CHO、3,4,9,10-二萘嵌苯四甲酸二酐及金属铝组成了光伏器件:ITO/3T-CHO/PCH/A1。在白光照射下,这种光伏器件的开路电压为2.25V、短路电流为1.8mAcm-2,填充因子为48.3%。