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平面共役高分子・液晶としてのキメラ分子設計とその電子機能性

嵌合分子设计及其作为平面共轭聚合物/液晶的电子功能

基本信息

批准号：
14J01480
负责人：
井出茉里奈
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機薄膜太陽電池(OPV)に用いる高分子材料の電子受容性基として、チエノイソインディゴ(TIIDG)、ベンゾチエノイソインディゴ(BTIDG)を合成し、OPVへ応用した。特に、昨年成功した非対称性の導入による効率の向上から、非対称BTIDG を電子受容性基とした高分子材料に注目した。まず、非対称BTIDGの電子受容性を制御するために、エネルギー準位や結晶性を考慮して、BTIDGのベンゼン環部位にフッ素を導入し、フッ素化BTIDG(F-BTIDG)を合成した。合成経路の開拓、及び精製を繰り返し、純度の高いF-BTIDGを得ることに成功した。F-BTIDGと組み合わせるのに最適な電子供与性基をDFT計算から求め、ターチオフェンを選択した。また、昨年の研究結果から、BTIDG骨格で用いたBBTzを組み合わせ、フッ素化BTIDG共重合体も合成した。以前に合成した共重合体と比較するため、共重合体材料のOPV特性評価を行い、さらにSPring-8でのX線構造解析などで詳しい積層構造を明らかにした。さらに、BTIDGの左右非対称性を活かし、規則性共重合体を考案した。BTIDGの左右に異なるハロゲン置換基を導入し、単一カップリング重合反応を用いる合成を試みたものの、BTIDGのベンゼン環とチオフェン環に反応性の違いがほとんどないため、合成による差異を見出せなかった。一連の研究において、BTIDGは非対称であるが、反応性に大きな違いがないことが判明した。これにより、BTIDG共重合体中では左右がランダムにカップリングされていると明らかになった。また、フッ素化したBTIDG共重合体の合成により、電子供与性基の最適化が積層構造に大きな影響を与えることわかった。

Organic thin film solar cells (OPV) used in the electronic capacitive base of polymer materials, such as Tiidg (TIIDG), BTIDG (BTIDG) synthesis, OPV applications In particular, last year's successful introduction of asymmetric BTIDG into polymer materials The electron receptivity of BTIDG is controlled by the introduction and synthesis of BTIDG(F-BTIDG) in consideration of the electron receptivity and crystallinity of BTIDG. The development of synthetic route, purification and purity of F-BTIDG were successfully achieved. F-BTIDG is the most suitable electron donor and donor for DFT calculations. The results of the study last year showed that BTIDG complexes were synthesized by using BBTz. Comparison of previous composites and evaluation of OPV properties of composite materials, X-ray structural analysis of SPring-8 and detailed multilayer structure In this paper, BTIDG's left and right asymmetry is studied. BTIDG's left and right different substitution groups are introduced, and the difference between them is observed. A series of studies have been conducted to determine whether the BTIDG is not compatible with the BTIDG. In the BTIDG complex, there is no difference between the two. The synthesis of BTIDG complexes, the optimization of electron supply and property basis, and the influence of multilayer structure