新型含吡啶单元给受体共轭聚合物/TiO_(2)复合材料的制备及其在紫外光电探测器中的应用

以3,4-丙撑二氧噻吩封端,吡啶为中间单元的三联体为单体(3,4-丙撑二氧噻吩为给体单元、吡啶为受体单元),制备新型含吡啶单元给受体共轭聚合物/TiO_(2)复合材料,并将复合材料应用在紫外光探测上.采用UV-vis、XRD、FT-IR、XPS、SEM等测试方法对材料进行结构表征,通过测试Tafel、I-T等曲线研究器件的紫外光探测器性能.当外界偏压为1~6 V时,研究了给受体型共轭聚合物(PProDOT-Py)结构中吡啶基团与TiO_(2)纳米阵列(NRs)之间的协同作用.结果表明:当偏压为5 V时,PProDOT-Py和TiO_(2)NRs复合材料具有快速的时间响应(T_(rise)=8 s、T_(fall)=18 s)、高响应(696.8 mA/W)、高探测能力(1.23×10^(11)cm·Hz^(1/2)·W^(-1))和高外量子效率(237.1%).

以蒽醌酰亚胺为电子受体的共轭聚合物的设计与合成及其在光探测器上的应用

合成了5,8-二溴蒽醌-2,3-二羧酸,进一步制备出相应的酸酐和一个新的电子受体——N-(1-己基庚基)-5,8-二溴蒽醌-2,3-二羧酸酰亚胺.该化合物的活性很高,可通过钯配合物催化的偶联反应与不同的电子给体进行聚合获得相应的给受体型共轭聚合物.在计算机模拟的辅助下,设计合成了2个聚合物.聚合物P1选用苯并双噻吩衍生物作为电子给体基元,而P2在P1的基础上,选用3,4-乙烯二氧噻吩作为连接基元,两个聚合物的吸收波长覆盖整个可见光区.聚合物的LUMO(最低未占分子轨道)能级在-3.85 eV左右,且具有很好的溶解性,可与(6,6)-苯基-C61-丁酸甲酯掺杂制备出体异质结光探测器件.P2制备的光探测器件,在-4 V的偏压下,505 nm处EQE为26%,相应的归一化探测率(D*)为2.2×1011Jones.