有机半导体材料聚(3-己基噻吩)及[6,6]-苯基-C60丁酸甲酯在氯苯溶液中粒径研究

doi:10.6023/cjoc201405029

有机化学 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (11): 2370-2375.DOI: 10.6023/cjoc201405029 上一篇下一篇

研究简报

有机半导体材料聚(3-己基噻吩)及[6,6]-苯基-C60丁酸甲酯在氯苯溶液中粒径研究

李晨希^a, 董兵超^b, 李萌^a, 王金淼^a, 蔡雯君^a, 牛贺莹^a, 马恒^a

a 河南师范大学物理与电子工程学院新乡 453007;
b 新乡医学院应用物理研究室新乡 453003

收稿日期:2014-05-20 修回日期:2014-06-23 发布日期:2014-07-03
通讯作者: 马恒,hengma@henannu.edu.cn E-mail:hengma@henannu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(No.11074066)资助项目.

Research on Particle Size of Organic Semiconductor Materials Poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-Phenyl-C60-butyric Acid Methyl Ester in Chlorobenzene Solution

Li Chenxi^a, Dong Bingchao^b, Li Meng^a, Wang Jingmiao^a, Cai Wenjun^a, Niu Heying^a, Ma Heng^a

a College of Physics and Electronic Engineering, Henan Normal University, Xinxiang 453007;
b Institute of Applied Physics, Xinxiang Medical University, Xinxiang 453007

Received:2014-05-20 Revised:2014-06-23 Published:2014-07-03
Supported by:
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (No.11074066).

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摘要/Abstract

以聚(3-己基噻吩)(P3HT)为电子给体, [6,6]-苯基-C60丁酸甲酯(PCBM)为电子受体材料, 制备了不同浓度活性层材料(P3HT:PCBM)的聚合物太阳能电池. 通过对比电池性能参数, 活性层表面形貌, 进一步分析了氯苯溶剂中有机半导体材料的分散规律, 并讨论了溶液温度和浓度对溶质粒径的影响, 以及粒径大小对器件性能的影响. 结果表明, 溶液中溶质直径在4000 nm左右的粒子占有较大比例, 溶液的浓度和温度对溶液中粒子的粒径有明显的影响, 浓度较低时, 溶质粒径受温度影响较大. 相反, 温度对高浓度溶液中的溶质粒径的影响作用减小. 溶液浓度为12.67 mg/mL时, 分散效果最好, 具有最优的填充因子, 浓度为19.00 mg/mL时, 具有最优的短路电流和能量转换效率.

关键词: 聚合物, 氯苯, 粒径, 有机太阳能电池, P3HT:PCBM

The mixture of organic semiconductor electron donor poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and acceptor [6,6]-phenyl- C60-butyric acid methyl ester (PCBM) is dissolved in chlorobenzene for measuring the solute particle diameter. By comparing the performance of solar cells and the surface morphology of the active layer, the dispersion law of the mixed solutes in chlorobenzene is analyzed. The influence of temperature and concentration on particle size, furthermore, the impact of particle size on device performance are discussed. The results show that most of the particle sizes in the solution are populated at about 4000 nm, and both the concentration and the temperature of the solution have a significant effect on the particle size of the solution. For low concentration solution, the particle sizes are greatly influenced by temperature. On the contrary, the effect of temperature on the particle size in the solution concentration is less apparent when the concentration becomes higher. When the solution concentration reaches 12.67 mg/mL, it has a preferably dispersion and optimal fill factor. When the concentration reaches 19.00 mg/mL, the solar cell made by the solution shows a well property on power conversion efficiency and short-circuits current.

Key words: polymer, chlorobenzene, particle size, organic solar cells, P3HT:PCBM

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李晨希, 董兵超, 李萌, 王金淼, 蔡雯君,牛贺莹, 马恒. 有机半导体材料聚(3-己基噻吩)及[6,6]-苯基-C60丁酸甲酯在氯苯溶液中粒径研究[J]. 有机化学, 2014, 34(11): 2370-2375.

Li Chenxi, Dong Bingchao, Li Meng, Wang Jingmiao, Cai Wenjun, Niu Heying, Ma Heng. Research on Particle Size of Organic Semiconductor Materials Poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-Phenyl-C60-butyric Acid Methyl Ester in Chlorobenzene Solution[J]. Chin. J. Org. Chem., 2014, 34(11): 2370-2375.

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参考文献

[1] Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864.
[2] Koster, L.; Mihailetchi, V. D.; Blom, P. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 93511.
[3] Hauch, J. A.; Schilinsky, P.; Choulis, S. A.; Childers, R.; Biele, M.; Brabec, C. J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 727.
[4] Tsoi, W. C.; Spencer, S. J.; Yang, L.; Ballantyne, A. M.; Nicholson, P. G.; Turnbull, A.; Shard, A. G.; Murphy, C. E.; Bradley, D. D.; Nelson, J. Macromolecules 2011, 44, 2944.
[5] Coakley, K. M.; Mcgehee, M. D. Chem. Mater. 2004, 16, 4533.
[6] Chang L.; Lademann, H. A.; Bonekamp, J. B.; Meerholz, K.; Moulé, A. J. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1779.
[7] Janssen, G.; Aguirre, A.; Goovaerts, E.; Vanlaeke, P.; Poortmans, J.; Manca, J. Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2007, 37, 287.
[8] He P.; Li Z. F.; Hou Q. F.; Wang Y. L. Chin. J. Org. Chem. 2013, 33, 288 (in Chinese).(和平, 李在房, 侯秋飞, 王艳玲, 有机化学, 2013, 33, 288.)
[9] Lee, J. M.; Park, J. S.; Lee, S. H.; Kim, H.; Yoo, S.; Kim, S. O. Adv. Mater. 2011, 23, 629.
[10] Zhao, G.; He, Y.; Xu, Z.; Hou, J.; Zhang, M.; Min, J.; Chen, H.; Ye, M.; Hong, Z.; Yang, Y. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1480.
[11] Wei, G. M.; Yao, D. D.; Li, Z. Y.; Huang, Y.; Cheng, H.; Han, C. C. Macromolecules 2013, 46, 1212.
[12] Thompson, B. C.; Fréchet, J. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 58.
[13] Zhou, E.; Nakamura, M.; Nishizawa, T.; Zhang, Y.; Wei, Q.; Tajima, K.; Yang, C.; Hashimoto, K. Macromolecules 2008, 41, 8302.
[14] Mihailetchi, V. D.; Xie, H. X.; De boer, B.; Koster, L. A.; Blom, P. W. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699.
[15] Song, X.; Hua, W.; Ma, Y.; Wang, C.; Luo, Y. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22394.
[16] Hoppe, H.; Sariciftci, N. S. J. Mater. Chem. 2006, 16, 45.
[17] Chen, D.; Nakahara, A.; Wei, D.; Nordlund, D.; Russell, T. P. Nano Lett. 2010, 11, 561.
[18] Huang, Y; Cheng, H; Han, C. C. Macromolecules 2011, 44, 5020.
[19] Alibrahim, M.; Ambacher, O.; Sensfuss, S.; Gobsch, G. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 201120.
[20] Ma, W.; Yang, C.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
[21] Tenhulscher, T. E.; Vandervelde, L. E.; Bruggeman, W. A. Environ. Toxicol. Chem. 1992, 11, 1595.
[22] Campoy-quiles, M.; Ferenczi, T.; Agostinelli, T.; Etchegoin, P. G.; Kim, Y.; Anthopoulos, T. D.; Stavrinou, P. N.; Bradley, D. D.; Nelson, J. Nat. Mater. 2008, 7, 158.
[23] Liu, Z.; Xu, F.; Yan, D. D. Acta Chim. Sinica 2014, 72, 171 (in Chinese).(刘震, 徐丰, 严大东, 化学学报, 2014, 72, 171.)
[24] Vanlaeke, P.; Swinnen, A.; Haeldermans, I.; Vanhoyland, G.; Aernouts, T.; Cheyns, D.; Deibel, C.; D'haen, J.; Heremans, P.; Poortmans, J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 2150.

有机半导体材料聚(3-己基噻吩)及[6,6]-苯基-C60丁酸甲酯在氯苯溶液中粒径研究

Research on Particle Size of Organic Semiconductor Materials Poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-Phenyl-C60-butyric Acid Methyl Ester in Chlorobenzene Solution

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[1]	刘继宇, 李圣玉, 陈款, 朱茵, 张元. 三苯胺功能化有序介孔聚合物作为无金属光催化剂用于二硫化物合成[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 605-612.
[2]	王博珍, 张婕, 粘春惠, 金茗茗, 孔苗苗, 李物兰, 何文斐, 吴建章. 含有3,4-二氯苯基的酰胺类化合物的合成及抗肿瘤活性研究[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 232-241.
[3]	廖旭, 王泽宇, 唐武飞, 林金清. 多孔有机聚合物用于化学固定二氧化碳的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2699-2710.
[4]	刘露, 张曙光, 胡仁威, 赵晓晓, 崔京南, 贡卫涛. 基于多羟基柱[5]芳烃的酚醛多孔聚合物合成及CO₂催化转化[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2808-2814.
[5]	王睿, 高朗, 周岑, 张霄. 苯基吩噻嗪多孔有机聚合物催化的非活化末端烯烃的卤代全氟烷基化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 1136-1145.
[6]	肖丽娟, 张艳平, 洪缪. 路易斯酸碱对在材料化学应用中的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 949-960.
[7]	王倩, 刘雨奇, 吴宗铨. 手性螺旋聚合物的合成和结构控制[J]. 有机化学, 2023, 43(12): 4141-4146.
[8]	杜俊平, 封珊珊, 张婕, 张永辉, 王诗文, 韩莉峰, 陈俊利. 三(4-乙炔苯基)胺类共轭微孔聚合物及其光催化水分解性能研究[J]. 有机化学, 2022, 42(9): 2967-2974.
[9]	罗力铖, 李亮, 穆有炳, 李博文, 万晓波. 含氮异靛蓝衍生物的合成及其在光电材料中的应用[J]. 有机化学, 2022, 42(7): 1960-1973.
[10]	钱鸿宇, 何品, 张璐, 陈珂, 徐彬彬, 林绍梁. 含偶氮苯侧链分子刷聚合物的合成及其光响应自组装[J]. 有机化学, 2021, 41(7): 2891-2897.
[11]	孙扬阳, 冯刚, 陈超, 刘永红, 张旭. 聚合物氮化碳负载铜克级制备一种无需额外配体即可催化二级嘧啶-2-胺的碳-氮乌尔曼偶联反应的实用催化剂[J]. 有机化学, 2021, 41(3): 1216-1223.
[12]	刘建奇, 范伟伟, 熊航行, 江京耘, 詹红菊. 钴(II)-三联吡啶配位聚合物催化的苄位直接氧化[J]. 有机化学, 2021, 41(11): 4409-4414.
[13]	宗玲博, 陈建宾, 任新意, 张国营, 贾肖飞. 有机聚合物负载铑催化剂在氢甲酰化反应中的应用研究进展[J]. 有机化学, 2020, 40(8): 2308-2321.
[14]	肖唐鑫, 周玲, 魏小艳, 李正义, 孙小强. 利用四重氢键和主客体作用构筑超分子共聚物[J]. 有机化学, 2020, 40(4): 944-949.
[15]	刘慧, 张小凤, 程敬招, 叶东鼐, 陈龙, 温和瑞, 刘诗咏. C—H键直接芳基化制备共轭功能材料及其器件应用[J]. 有机化学, 2020, 40(4): 831-855.