2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺的合成及应用

摘要

一直以来，聚合物太阳能电池以成本低、易加工成膜、原料来源广泛等优点吸引了科学界和工业界的广泛关注，近几年由于环境污染问题日益严重，聚合物太阳能电池的环境友好性使得对有机聚合物光伏材料的研究具有更重要的意义。但是与无机太阳能电池相比，聚合物太阳能电池的光电转换效率普遍很低，寻找具有优良性能的有机光伏材料依然是目前太阳能电池领域主要的研究方向。
　　本文介绍了聚合物太阳能电池的工作原理和发展概况，设计并优化系列单体的合成方法，合成了D-A型共轭高分子聚合物。主要包括以下内容：
　　（1）以噻吩为原料合成了四溴噻吩、3,4-二溴噻吩、3，4-二氰基噻吩、3,4-噻吩二甲酸、N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺，2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺。（2）以2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺和3-己基噻吩为原料合成了2,5-二[4-己基噻吩-2-基]-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺，并通过化学氧化法进行自聚。
　　（3）以无水三氯化铁为氧化剂，将3-己基噻吩与2,5-二[4-己基噻吩-2-基]-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺通过化学氧化聚合法进行共聚。
　　上述所有化合物均经IR、1H-NMR、13C-NMR及熔点检测进行了表征，聚合物均通过测定紫外-可见吸收光谱（UV）、荧光光谱（FL）对其光学性能进行了研究；利用差热曲线（DSC）与热重曲线（TG）对其热性能进行了研究；使用液相凝胶色谱仪测定了聚合物的分子量；检测循环伏安曲线对其电化学性能进行了研究；最后得到了聚合物的光学带隙、聚合度、分解温度、电化学带隙及HOMO/LUMO轨道能量。

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第一章 绪论

1．1 引言

1．2 太阳能电池的分类

1．3 聚合物太阳能电池简介

1．4 聚合物光伏材料

1．5 聚噻吩衍生物的合成方法

1．6 本文的设计思想及内容

第二章 实验药品、仪器及分析方法

2.1 实验药品及仪器

2.2 实验试剂的前处理

2.3 对化合物的表征方法

第三章 2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺的合成与表征

3.1 四溴噻吩（单体1）的合成与表征

3.2 3,4-二溴噻吩（单体2）的合成与表征

3.3 3,4-二氰基噻吩（单体3）的合成与表征

3.4 3,4-噻吩二甲酸（单体4）的合成与表征

3.5 N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺（单体5）的合成与表征

3. 6 2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺（单体 6）的合成与表征

3.7 本章小结

第四章 2,5-二溴-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺的应用

4.1 4-己基-2-（三丁基锡）噻吩的合成

4.2 2,5-二（4-己基噻吩-2-基）-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺的合成与表征

4.3 聚[2,5-(4-己基噻吩-2 基)-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺]的合成与表征

4.4 聚[2,5-(4-己基噻吩-2 基)-N-正辛基-3,4-噻吩二甲酰亚胺+3-己基噻吩](P1)的合成与表征

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

附录：单体的红外谱图及聚合物的分子量检测结果

致谢