新型光電多功能材料聚對苯乙炔

新型光電多功能材料聚對苯乙炔第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六

一.背景1974年H.Shirakawa,J.Polym.4,1973:460研制出聚乙炔薄膜。1977年H.Shirakawa,A.G.MecDiarmid,A.J.Heeger,etal,J.Chem.Soc.Chem.Commun.1977:575.聚乙炔薄膜導(dǎo)電聚乙炔薄膜σ：~10-6S·cm-1104S·cm-1開創(chuàng)了導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1979年W.P.Su,J.R.Schrieffer,A.J.Heeger,Phys.Rev.Lett.42,1979:1698.提出PA導(dǎo)電載流子的孤子(Soliton)SSH模型，后發(fā)展出極化子(Polaron)模型，給出導(dǎo)電聚合物中的導(dǎo)電機制的物理圖象。第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六中性孤子：S0雙重態(tài)中性極化子：P0荷電荷孤子：S

單重態(tài)

極化子：P

雙重態(tài)

雙極化子：P2單重態(tài)第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六聚對苯撐(PPP)CDW~ChargeDensityWave聚合物導(dǎo)電圖像：在外電場驅(qū)動下，S或P、P2沿聚合物鏈或鏈間傳輸。第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六1990年J.H.Burroughes,D.D.C.Bradleyetal,Nature347,1990:539

用導(dǎo)電聚合物聚對苯乙炔（聚苯乙烯撐）為發(fā)光層，作出三明治型發(fā)光二極管LED（LightEmittingDiodes）發(fā)黃綠光。開創(chuàng)了聚合物電致發(fā)光（Electroluminescence-EL）領(lǐng)域第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六

光電聚合物的應(yīng)用導(dǎo)電：電池電極；導(dǎo)電薄膜等電致發(fā)光（EL）：大面積超薄顯示屏等光致發(fā)光（PL）：激光器等光－伏效應(yīng)（PV）：光敏器件、太陽能電池等光學(xué)非線性（NLO）：波導(dǎo)（Waveguide)、光傳輸器件等2000年A.J.Heeger,A.G.MacDiarmid,H.Shirakawa,獲諾貝爾化學(xué)獎。第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六LEDSheet

第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六LED顯示熒光屏顯示

第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六

二．PPV家族12

MEH-PPV

PPV第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六3

4BuEH-PPV

CN-PPV

第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六2.共聚和嵌段聚合物1，2，3，4軟－硬段間的共聚第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六

三．主要合成方法前聚物法A.R.Wesslingetal,U.S.Patent3,401,152(1968)

高分子量，周期長，產(chǎn)率低。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六分子量低，周期短，產(chǎn)率高。2.強堿誘導(dǎo)去鹵縮合法第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六

1.光致發(fā)光（PL）分子雙原子分子的電子吸收光譜電子光譜的選律：S=0L=0,1Frank-Condon原理決定最強吸收峰發(fā)射光譜：適用于多原子分子，但復(fù)雜。

四．聚合物發(fā)光第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六聚合物（共軛體系）第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六2.電致發(fā)光（EL）發(fā)光層中電子(P-)和空穴(P+)的復(fù)合，產(chǎn)生S1和T1態(tài)激子(Exciton)，激子躍遷到基態(tài)發(fā)光．第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六五．PPV類材料的研究現(xiàn)狀

．從理論和實驗上研究各種取代基（－OR，－CN，－R，—X等）對PPV衍生物光、電特性和有關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)的影響，通過分子設(shè)計和化學(xué)修飾研制新的高性能的PPV衍生物。第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六PPVDMeO-PPVCN-PPVLUMO

HOMO

第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期六2.改進PPV類材料的制備路線和技術(shù)，改進材料功能特性和降低成本。3.選用合適的無機、有機、聚合物材料與PPV類材料制備復(fù)合光電多功能材料，提高材料的功能特性。4.用PPV類材料與無機、有機、光電功能材料制備多層光、電器件，改進器件功能，研制新型光電器件。第23頁，共25頁，2023