權(quán)利要求書: 1.一種有機
半導體材料,其特征在于,所述有機半導體材料為電荷轉(zhuǎn)移型復合物,表示為通式(Ⅰ),
Dp:B:Aq(Ⅰ),
所述p和q大于等于0,且不同時為0;
當p=0時,其特征呈現(xiàn)P型有機半導體材料性能;
當q=0時,其特征呈現(xiàn)N型有機半導體材料性能;
其中,所述D為
所述B表示為通式(Ⅱ),其中R1為:
其中R1’為氫、C1~8的烷基或C1~8的烷氧基,或R1為: 其中R1”為C1~8的烷基;
所述A為
其中R2、R3、R4、R5為F或H。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機半導體材料,其特征在于,所述R1’為氫、甲烷基或甲氧基;R1”為甲烷基。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機半導體材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,將芳香族噠嗪類化合物與有機溶劑混合進行攪拌,攪拌時間為60~120min,攪拌溫度為0~60攝氏度,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳?4 ?3
香族噠嗪類化合物的濃度為5×10 ~1.5×10 mol/L;
步驟2,向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入受體分子或給體分子并進行攪拌,所述受體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1~3:1,所述給體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為2~4:1,攪拌時間180~360min,攪拌溫度為0~80攝氏度;
所述芳香噠嗪類化合物分子式表示為通式(Ⅱ),其中R1為:
其中R1’為氫、C1~8的烷基或C1~8的烷氧基,或R1為: 其中R1”為C1~8的烷基;
所述給體分子為
所述受體分子為
其中R2、R3、R4、R5為F或H。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機半導體材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1,將芳香族噠嗪類化合物與有機溶劑混合進行攪拌,攪拌時間為60~120min,攪拌溫度為0~60攝氏度,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳?4 ?3
香族噠嗪類化合物的濃度為5×10 ~1.5×10 mol/L;
步驟2,向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入受體分子或給體分子其中的一種并進行攪拌,攪拌時間180~360min,攪拌溫度為0~80攝氏度;再向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入受體分子或給體分子其中的另外一種并進行攪拌,攪拌時間180~360min,攪拌溫度為0~80攝氏度;所述受體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1~3:1,所述給體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為2~4:1;
所述芳香噠嗪類化合物分子式表示為通式(Ⅱ),其中R1為:
其中R1’為氫、C1~8的烷基或C1~8的烷氧基,或R1為: 其中R1”為C1~8的烷基;
所述給體分子為
所述受體分子為
其中R2、R3、R4、R5為F或H。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的有機半導體材料的制備方法,其特征在于,所述R1’為氫、甲烷基或甲氧基。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的有機半導體材料的制備方法,其特征在于,所述R1”為甲烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的有機半導體材料的制備方法,其特征在于,所述有機溶劑為二氯甲烷、氯苯或乙腈。
8.一種權(quán)利要求1所述的有機半導體材料在制造光電材料中的應用。
9.一種權(quán)利要求1所述的有機半導體材料在
太陽能電池中的應用。
10.一種權(quán)利要求1所述的半導體材料制備的柔性薄膜,其特征在于,所述柔性薄膜是采用旋涂法制備的。
說明書: 一種有機半導體材料、制備方法及應用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于有機化學技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種有機半導體材料、制備方法及應用。背景技術(shù)[0002] 21世紀,人類的生活發(fā)生了翻天覆地的變化,全面進入了電子信息化社會。對于電子類產(chǎn)品的需求越來越多,這對于現(xiàn)代信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成單元?半導體的要求越來越高,
這在很大程度上推動了半導體的發(fā)展,目前越來越多的科學家從事半導體性能的研究,半
導體材料的發(fā)展越來越快。目前已經(jīng)在有機場效應晶體體管,有機發(fā)光二極管,有機太陽能
電池等領(lǐng)域都得到了廣泛的應用。
[0003] 目前半導體材料的研究主要集中在有機半導體材料和無機半導體材料,相比于無機半導體材料材料,有機半導體材料具有可進行功能化設(shè)計,能級易于調(diào)控,廉價易得,可
柔性設(shè)計等優(yōu)點,越來越受到大家的關(guān)注。尤其隨著有機發(fā)光顯示屏的應用和產(chǎn)業(yè)化,使得
大面積有機半導體得到了更大的關(guān)注,推動其迅猛發(fā)展。隨著科學家的不斷努力,越來越多
的有機半導體材料被設(shè)計和制備,研究較為廣泛的多為聚合物和具有大的Π共軛體系的有
機小分子化合物,例如具有高度離域的Π電子稠環(huán)化合物,噻吩類聚合物,三苯氨類聚合
物,苝酰亞胺類化合物,
石墨烯和高分子化合物或者是小分子摻雜的高分子聚合物等。隨著
科學家的不斷探索,P型半導體材料取得較大進步,目前已有的P型半導體材料的遷移率較
高,各方面性能都有很大突破,但是P型半導體遷移率較高的材料多為晶體材料,晶體盡管
有較高的載流子遷移率,但是晶體的結(jié)構(gòu)特性和物理特性使其難于制備成大面積柔性材
料,而非晶半導體材料的載流子遷移率還是相對較低,這就很大程度上限制了P型半導體材
料的應用。因此雖然近年來晶體半導體材料的載流子遷移率得到很大的提高,但是存在很
難大面積應用的問題,雖然非晶半導體材料可實現(xiàn)大面積涂覆和印刷,但是非晶半導體材
料卻存在載流子遷移率低的問題,基于此提高非晶半導體材料的載流子遷移率,使其在大
面積涂覆方面提高載流子遷移率依然十分重要。
[0004] 另一方面由于材料本身的限制和外部條件的影響,N型有機半導體材料就遠遠落后P型半導體材料。目前N型半導體材料現(xiàn)存的主要問題是設(shè)計的N型有機半導體材料較少,
獲得的載流子遷移率較低,N型有機半導體材料不穩(wěn)定,遇到氧氣和水易于失效等。更重要
的是目前現(xiàn)存的遷移率相對較高的N型有機半導體材料也多為晶體材料,存在很難大面積
應用的問題,因此設(shè)計和制備具有較高的載流子遷移率的P型和N型有機半導體材料,使其
實現(xiàn)大面積涂覆是至關(guān)重要的。
[0005] 目前科學家通過各種努力來提高有機半導體的載流子遷移率,包括設(shè)計新的結(jié)構(gòu),改變給受體的官能團等,雖然通過不斷的開發(fā)新的有機半導體分子,對于有機半導體材
料的能級已經(jīng)有很大的可調(diào)性,但是有機半導體的能級可調(diào)范圍有限,同時單一的有機半
導體材料的載流子遷移率依然較低。為提高和平衡有機半導體的載流子的注入和傳輸,設(shè)
計更高效的載流子注入和傳輸材料是必要的,但是單純靠開發(fā)新型的有機材料難于滿足實
際要求,為了改善有機材料的載流子傳輸性能,還可以通過對載流子傳輸材料進行摻雜形
成電荷轉(zhuǎn)移型絡(luò)合物的方法來實現(xiàn)。由兩個價態(tài)飽和的分子發(fā)生相互間的電荷轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生
由非鍵作用力構(gòu)成的化學計量分子叫做電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物((charge?transferComplex,簡
稱CTC)。組成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的供給電荷的部分稱為電體(donor,簡稱D),接受電荷的部分
稱為電荷受體(acceptor,簡稱A)。電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物又稱電子給體?受體絡(luò)合物。指一類由富
有電子和缺少電子兩種分子形成的絡(luò)合物。電子接受體和電子給予體兩者相互作用,電荷
發(fā)生完全或者部分轉(zhuǎn)移,構(gòu)成絡(luò)合物。隨著電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合理論的發(fā)展,它的研究和應用已擴
展到許多學科領(lǐng)域,例如有機化學中的有機合成,有機反應機理和有機化合物的分析分離。
高分子化學中的聚合理論,功能高分子化合物。材料科學中的有機導體和超導體,有機磁性
體,非線性光學材料,光敏膜等。生物化學中的反應機理以及藥物學中的藥理學和制劑學等
方面都得到了廣泛的應用。電荷轉(zhuǎn)移復合物的機理為:1952年Mulliken首先在量子力學的
基礎(chǔ)上提出電荷轉(zhuǎn)移理論,該理論認為電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物可以看作是兩個不同結(jié)構(gòu)的共振雜
化,可用下式表示:
[0006] D+A→D,A→D+?A?[0007] 上式D,A表示D分子和A分子相互作用較弱,并未發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移作用,分子間作用主+ ?
要為范德華力,D?A則表示電子由D分子轉(zhuǎn)移到A分子上,分子間的作用為電荷轉(zhuǎn)移作用。該
方法在一定程度上改善了半導體材料導電性能,但是目前報道的電荷轉(zhuǎn)移型半導體材料較
少。
發(fā)明內(nèi)容[0008] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種有機半導體材料,該類有機半導體材料具有較長的電荷分離態(tài)壽命和較高的載流子遷移率。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的是,提供一種上述有機半導體材料的制備方法。[0010] 本發(fā)明的另一個目的是,提供一種上述有機半導體材料的應用。[0011] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:[0012] 一種有機半導體材料,所述有機半導體材料為電荷轉(zhuǎn)移型復合物,表示為通式(Ⅰ),
[0013] Dp:B:Aq(Ⅰ),[0014] 所述p和q大于等于0,且不同時為0;[0015] 當p=0時,其特征呈現(xiàn)P型有機半導體材料性能;[0016] 當q=0時,其特征呈現(xiàn)N型有機半導體材料性能;[0017] 其中,所述D為[0018] 所述B表示為通式(Ⅱ),[0019][0020] 其中R1為:[0021] 其中R1’為氫、C1~8的烷基或C1~8的烷氧基,[0022] 或R1為: 其中R1”為C1~8的烷基,[0023] 或R1為:[0024] 或R1為:[0025] 所述A為[0026] 其中R2、R3、R4、R5為F或H;[0027] 上述技術(shù)方案中,所述R1’為氫、甲烷基或甲氧基;R1”為甲烷基。[0028] 一種上述有機半導體材料的制備方法,包括以下步驟:[0029] 步驟1,將芳香族噠嗪類化合物與有機溶劑混合進行攪拌,攪拌時間為60~120min,攪拌溫度為0~60攝氏度,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合
?4 ?3
物溶液中芳香族噠嗪類化合物的濃度為5×10 ~1.5×10 mol/L;
[0030] 步驟2,向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入受體分子或給體分子并進行攪拌,所述受體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1~3:1,所述給體分子與所述芳香族
噠嗪類化合物的摩爾比為2~4:1,攪拌時間180~360min,攪拌溫度為0~80攝氏度;
[0031] 或步驟2,向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入受體分子或給體分子其中的一種并進行攪拌,攪拌時間180~360min,攪拌溫度為0~80攝氏度;再向所述芳香族噠嗪類化
合物溶液中加入受體分子或給體分子其中的另外一種并進行攪拌,攪拌時間180~360min,
攪拌溫度為0~80攝氏度;所述受體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1~3:1,所
述給體分子與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為2~4:1;
[0032] 所述芳香噠嗪類化合物分子式表示為通式(Ⅱ),[0033][0034] 其中R1為:[0035] 其中R1’為氫、C1~8的烷基或C1~8的烷氧基,[0036] 或R1為: 其中R1”為C1~8的烷基,[0037] 或R1為:[0038] 或R1為:[0039] 所述給體分子為[0040] 所述受體分子為[0041] 其中R2、R3、R4、R5為F或H;[0042] 上述技術(shù)方案中,所述R1’為氫、甲烷基或甲氧基;[0043] 上述技術(shù)方案中,所述R1”為甲烷基。[0044] 上述技術(shù)方案中,所述有機溶劑為二氯甲烷、氯苯或乙腈。[0045] 上述有機半導體材料在制造光電材料中的應用。[0046] 上述有機半導體材料在太陽能電池中的應用。[0047] 一種上述半導體材料制備的柔性薄膜,所述柔性薄膜是采用旋涂法制備的。[0048] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為:[0049] 本發(fā)明的涉及有機半導體的制備和應用,該類有機半導體具有導電性能,可用于光電器件,該類有機半導體材料具有較長的電荷分離態(tài)壽命和較高的載流子遷移率,可作
為有機場效應晶體管材料;也可作為傳輸材料用于太陽能電池;用旋涂方法制備的有機半
導體薄膜平整光滑,在柔性器件領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。
附圖說明[0050] 圖1是本發(fā)明實施例1中(MTPA)2Ab和P型半導體
復合材料[(MTPA)2Ab]:TCNQ制備的薄膜的表面形貌測試:
[0051] a:(MTPA)2Ab薄膜光學顯微鏡(OM)圖;b:[(MTPA)2Ab]:TCNQ薄膜光學顯微鏡(OM)圖;c:(MTPA)2Ab薄膜原力學顯微鏡(AFM)圖;d:[(MTPA)2Ab]:TCNQ薄膜原力學顯微鏡(AFM)
圖。
[0052] 圖2是本發(fā)明實施例1中(MTPA)2Ab、P型半導體復合材料[(MTPA)2Ab]:TCNQ及TCNQ的紅外光譜:
[0053] a:TCNQ;b:(MTPA)2Ab;c:[(MTPA)2Ab]:TCNQ[0054] 圖3是本發(fā)明實施例1中P型半導體復合材料[(MTPA)2Ab]:TCNQ瞬態(tài)吸收光譜:[0055] a:納秒瞬態(tài)吸收光譜全譜,b:動力學衰減曲線。[0056] 圖4是本發(fā)明實施例2中(MTPA)2Ab和P型半導體復合材料[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ的紫外可見吸收光譜,溶劑為二氯甲烷:
[0057] a:(MTPA)2Ab,b:[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ。[0058] 圖5是本發(fā)明實施例2中P型半導體復合材料[(MTPAF)2Ab]:F4TCNQ瞬態(tài)吸收光譜動力學衰減曲線。
[0059] 圖6是本發(fā)明實施例4中P型半導體復合材料[(M?O?TPA)2Ab]:F4TCNQ的紫外可見吸收光譜,溶劑為二氯甲烷。
[0060] 圖7是本發(fā)明實施例5中P型半導體復合材料[(YD)2Ab]:F4TCNQ的紫外可見吸收光譜,溶劑為二氯甲烷。
[0061] 圖8是本發(fā)明實施例6中(MTPA)2Ab和N型有機半導體復合材料(TTF)2:[(MTPA)2Ab]制備的薄膜的表面形貌測試:
[0062] a:(MTPA)2Ab薄膜光學顯微鏡(OM)圖;b:(TTF)2:[(MTPA)2Ab]薄膜光學顯微鏡(OM)圖;c:(MTPA)2Ab薄膜場發(fā)射掃描電鏡(SEM);d:(TTF)2:[(MTPA)2Ab]薄膜場發(fā)射掃描電鏡
(SEM);e:(MTPA)2Ab薄膜原力學顯微鏡(AFM)圖;f:(TTF)2:[(MTPA)2Ab]薄膜原力學顯微鏡
(AFM)圖。
[0063] 圖9是本發(fā)明實施例6中N型半導體復合材料(MTPA)2Ab、(TTF)2:[(MTPA)2Ab]及TTF的紅外光譜:
[0064] a:(MTPA)2Ab;b:TTF;c:(TTF)2:[(MTPA)2Ab][0065] 圖10是本發(fā)明實施例6中N型半導體復合材料(TTF)2:[(MTPA)2Ab]瞬態(tài)吸收光譜:[0066] a:納秒瞬態(tài)吸收光譜全譜,b:動力學衰減曲線。[0067] 圖11是本發(fā)明實施例6中N型半導體復合材料(TTF)2:[(MTPA)2Ab]遷移率譜圖:[0068] a:空穴遷移率曲線,b:電子遷移率曲線。[0069] 圖12是本發(fā)明實施例10中N型半導體復合材料(TTF)2:[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ的紫外可見吸收光譜,溶劑為二氯甲烷。
[0070] 圖13是本發(fā)明實施例11中N型半導體復合材料(TTF)2:[(YD)2Ab]:F4TCNQ的紫外可見吸收光譜,溶劑為二氯甲烷。
[0071] 對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,可以根據(jù)以上附圖獲得其他的相關(guān)附圖。
具體實施方式[0072] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0073] 購買藥品和藥品來源[0074][0075] 下述實施例中測試所涉及的儀器以及型號:[0076][0077] 實施例一[0078] 一種P型有機半導體材料4,4’?二(4?N,N’?二(對甲苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉:7,7,8,8?四氰基對苯二醌二甲烷,即[(MTPA)2Ab]:TCNQ的制備方法,包括以下步驟:
[0079] 將芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab(0.013mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫
度為室溫,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?3
化合物的濃度為1.3×10 mol/L;
[0080] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入TCNQ 0.013mmol并進行攪拌,所述TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間180min,攪拌溫度為室
溫,反應結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為旋涂時選取得參數(shù)
?3
為3000r/min,旋涂時間30s,溶度為1.3×10 mol/L。
[0081] 圖1a和1b為化合物(MTPA)2Ab(如圖1a)和復合物[(MTPA)2Ab]:TCNQ(如圖1b)薄膜的光學顯微鏡圖片,從圖片中我們可以看出(MTPA)2Ab化合物的膜不太均一,致密性較差,
而[(MTPA)2Ab]:TCNQ復合物的薄膜就相對平整,且十分均一,致密性較好。說明復合物的形
成有助于形成致密的薄膜。為了更清晰的分析TCNQ的加入對于薄膜的致密性和平整性的影
響,我們對其進行了原子力顯微鏡的測試,圖1c和1d為噠嗪化合物(MTPA)2Ab(如圖1c)和B:
Aq復合物([(MTPA)2Ab]:TCNQ)(如圖1d)的薄膜的原子力顯微鏡圖片,從原子力顯微鏡的測
試結(jié)果(圖1c和1d)可以看出復合物薄膜的平滑性能更好,測試結(jié)果表明該復合物更易于成
膜,可大面積旋涂制備薄膜,有利于柔性器件的制備。
[0082] 為了證明(MTPA)2Ab分子與TCNQ之間形成復合物,對(MTPA)2Ab和[(MTPA)2Ab]:TCNQ進行紅外光譜測試,結(jié)果如圖2所示。(如圖2中的b所示)(MTPA)2Ab的C=C,C?N骨架振
?1 ?1 ?1
動峰出現(xiàn)在1600cm 、1500cm 處;TCNQ的特征峰位于1417cm (如圖2中的a所示),這與文獻
?1
報道的紅外特征峰相一致;TCNQ(圖2中的a)中的CN官能團的特征吸收峰(2181cm )相比于
?1
[(MTPA)2Ab]:TCNQ(圖2中的c)中的(CN官能團)特征吸收峰(2219cm )發(fā)生了明顯的移動,
這說明TCNQ中的CN鍵和(MTPA)2Ab中的偶氮基團有明顯的作用,使其能有序排列,從而導致
其發(fā)生了明顯的峰的移動,說明已經(jīng)形成復合物,結(jié)果進一步證明噠嗪化合物的偶氮基團
可以和TCNQ形成復合物。紅外測試表征證明芳香族噠嗪類化合物已經(jīng)和TCNQ作用,通過該
測試證明了電荷轉(zhuǎn)移型復合物的形成。
[0083] 瞬態(tài)吸收測試:[0084] 在450nm處激發(fā)時,[(MTPA)2Ab]:TCNQ在甲苯中的瞬態(tài)吸收光譜如圖3a所示,圖3a中顯示的450?500nm左右負吸收峰歸屬于復合物的基態(tài)漂白峰,在420nm左右和500?700nm
處的正吸收峰分別歸屬于偶氮負離子和三苯胺正離子的吸收峰,在460nm的負吸收峰歸屬
于[(MTPA)2Ab]:TCNQ的基態(tài)漂白峰,對[(MTPA)2Ab]:TCNQ進行吸收衰減曲線進行指數(shù)擬合
如圖3b,其電荷分離態(tài)的壽命為10μs。長壽命電荷分離態(tài)的形成有利于載流子遷移率的提
高,從而獲得較高的載流子遷移率。該化合物具有較長的電荷分離態(tài)壽命,故可以作為電荷
分離型染料應用于染料敏化太陽能電池,電荷分離型染料作為光敏劑有利于光誘導電子轉(zhuǎn)
移,減少電荷復合,可有效地提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0085] 薄膜導電性能研究,通過測試方塊電阻的方法測試了P型半導體復合物得的導電性能。
[0086] P型半導體復合物[(MTPA)2Ab]:TCNQ導電性能得測試方法如下:[0087] 首先將導電玻璃進行清洗,首先用玻璃清洗液清洗玻璃,然后用清水將洗滌液洗凈。然后用乙醇超聲清洗30min,用氮氣吹干。將干燥得玻璃進行親水表面處理。
[0088] 采用對導電玻璃進行刻蝕的方法制備了一個長和寬都是4nm的方型槽,在導電玻璃上滴涂或旋涂P型半導體復合物[(MTPA)2Ab]:TCNQ樣品后進行方型電阻的測試。用萬能
表進行導電性能測試。
[0089] 測試結(jié)果為噠嗪化合物在添加TCNQ后,導電性能大幅度改變,單獨的噠嗪化合物是沒有導電性能的,而加入TCNQ后制備得到[(MTPA)2Ab]:TCNQ薄膜的導電性能大幅度提
高,電阻從((MTPA)2Ab無限大減少到12000MΩ/sq[(MTPA)2Ab]:TCNQ)。這一結(jié)果表明向噠嗪
化合物中加入TCNQ形成復合物,能很大程度改善復合物的導電性能,根本原因是形成復合
物后,分子間得載流子遷移性能提高,故導電性能大幅度改善。與此同時,我們用滴涂的方
式和呼吸涂法制備了薄膜,并測試了薄膜的導電性能,滴涂法制備薄膜[(MTPA)2Ab]:TCNQ
的電阻為8000MΩ/sq,呼吸涂法制備薄膜[(MTPA)2Ab:]TCNQ的電阻為500MΩ/sq,該測試結(jié)
果表明,不同方法的制備薄膜的方法對化合物導電性能的影響較大,呼吸涂法制備的薄膜
更致密,所以電阻更小,導電性能更好,該結(jié)果表明通過制備電荷轉(zhuǎn)移型復合物有利于化合
物的導電性能的改善。
[0090] 實施例二[0091] 一種P型有機半導體材料4,4’?二(4?N,N’?二(對甲苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉:2,3,5,6?四氟?7,7,8,8?四氰基對苯二醌二甲烷,即[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ的制備方法,
包括以下步驟:
[0092] 將芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab(0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為120min,攪拌溫
度為60℃,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?4
化合物的濃度為5×10 mol/L;
[0093] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入F4TCNQ 0.005mmol并進行攪拌,所述F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間360min,攪拌溫度
為80℃,反應結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋
?4
涂時間30s,溶度為5×10 mol/L。
[0094] F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1進行作用時,進行了紫外測試。從紫外吸收光譜的結(jié)果(如圖4a)(MTPA)2Ab在溶液中的紫外可見吸收光譜主要300?500nm,
(MTPA)2Ab在300?375nm處的吸收峰歸屬于分子內(nèi)芳環(huán)和偶氮基團的π?π*電子躍遷,而
(MTPA)2Ab在450nm處左右的最大吸收峰歸屬于分子內(nèi)三苯胺基團向偶氮基團的電荷轉(zhuǎn)移
吸收峰。從圖4b中我們看出,F(xiàn)4TCNQ的加入使復合物在760nm和870nm處產(chǎn)生新的峰,該峰為
F4TCNQ得到電子的吸收峰,說明(MTPA)2Ab和F4TCNQ形成了電荷轉(zhuǎn)移型復合物,(MTPA)2Ab可
以向F4TCNQ轉(zhuǎn)移電子。
[0095] 瞬態(tài)吸收測試:[0096] 對[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ進行吸收衰減曲線進行指數(shù)擬合如圖5,其電荷分離態(tài)的壽命為15.5μs。說明該電荷轉(zhuǎn)移型復合物具有較長的電荷分離態(tài)壽命,有利于電子和空穴的
分離,該化合物具有較長的電荷分離態(tài)壽命,故可以作為電荷分離型染料應用于染料敏化
太陽能電池,電荷分離型染料作為光敏劑有利于光誘導電子轉(zhuǎn)移,減少電荷復合,可有效地
提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0097] 薄膜導電性能研究[0098] 將制備得薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,F(xiàn)4TCNQ的加入形成的B?Aq型P型導電復合物能改善噠嗪化合物得導電性能,使噠嗪化合物得導電性能有所增高,方塊電阻
從無限大減少到10000MΩ/sq,同時對比于TCNQ(12000MΩ/sq)電阻進一步減少,這一結(jié)果
表明F4TCNQ的接受電子的能力更強,故電子轉(zhuǎn)移型導電復合物的導電性能更好。
[0099] 實施例三[0100] 一種P型有機半導體復合物4,4’?二(4?N,N’?二(對甲苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉:1,2,4,5苯四甲腈,即[(MTPA)2Ab]:TCNB的制備方法,包括以下步驟:
[0101] 將芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab(0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為120min,攪拌溫
度為0℃,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類化
?4
合物的濃度為5×10 mol/L;
[0102] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入TCNB 0.01mmol并進行攪拌,所述TCNB與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為2:1,攪拌時間180min,攪拌溫度為室溫,
反應結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋涂時間
?3
30s,溶度為1×10 mol/L。
[0103] 導電性能測試:[0104] 將制備得薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,TCNB的加入形成的B:Aq型P型導電復合物能改善噠嗪化合物的導電性能,使噠嗪化合物的導電性能有所增高,方塊電阻從
無限大減少到15800MΩ/sq,相比于噠嗪化合物的電阻無限大,說明TCNB的加入有利于改善
噠嗪化合物化合物的導電性能。
[0105] 實施例四[0106] 一種P型有機半導體復合物4,4’?二(4?N,N’?二(對甲氧基苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉:2,3,5,6?四氟?7,7,8,8?四氰基對苯二醌二甲烷,即[(M?O?TPA)2Ab]:F4TCNQ的
制備方法。
[0107] 將芳香族噠嗪類化合物(M?O?TPA)2Ab(0.013mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫
度為30℃,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?3
化合物的濃度為1.3×10 mol/L;
[0108] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入F4TCNQ 0.013mmol并進行攪拌,所述F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間180min,攪拌溫度
為30℃,反應結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋
?3
涂時間30s,溶度為1.3×10 mol/L。
[0109] F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1進行作用時,進行了紫外測試。從紫外吸收光譜(圖6)看出在300?375nm處的吸收峰歸屬于分子內(nèi)芳環(huán)和偶氮基團的π?π*
電子躍遷,而450nm處左右的最大吸收峰歸屬于分子內(nèi)三苯胺基團向偶氮基團的電荷轉(zhuǎn)移
吸收峰。在760nm和870nm處產(chǎn)生的峰為F4TCNQ得到電子的吸收峰,說明(M?O?TPA)2Ab和
F4TCNQ形成了電荷轉(zhuǎn)移型復合物,(M?O?TPA)2Ab可以向F4TCNQ轉(zhuǎn)移電子。
[0110] 將制備的[(M?O?TPA)2Ab]:F4TCNQ薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,F(xiàn)4TCNQ的加入形成的B:Aq型P型導電復合物能改善噠嗪化合物得導電性能,使噠嗪化合物得導電
性能有所增高,方塊電阻從無限大減少到8400MΩ/sq,略高于[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ,這一結(jié)
果表明甲氧基化合物的給電子能力更強,故電子轉(zhuǎn)移型導電復合物的導電性能更好。
[0111] 實施例五[0112] 一種P型有機半導體復合物2,9?二?2,4?對甲苯基(1,2,3,3a,4,8b?六氫環(huán)戊二烯并[b]吲哚氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉:2,3,5,6?四氟?7,7,8,8?四氰基對苯二醌二甲烷,
即[(YD)2Ab]:F4TCNQ的制備方法。
[0113] 將芳香族噠嗪類化合物(YD)2Ab (0.013mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫度為室溫,得
到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類化合物的濃度
?3
為1.3×10 mol/L;
[0114] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入F4TCNQ 0.013mmol并進行攪拌,所述F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間180min,攪拌溫度
為室溫,反應結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋
?3
涂時間30s,溶度為1.3×10 mol/L。
[0115] F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1進行作用時,進行了紫外測試。從紫外吸收光譜(圖7)看出在300?375nm處的吸收峰歸屬于分子內(nèi)芳環(huán)和偶氮基團的π?π*
電子躍遷,而450nm處左右的最大吸收峰歸屬于分子內(nèi)三苯胺基團向偶氮基團的電荷轉(zhuǎn)移
吸收峰。在760nm和870nm處產(chǎn)生的峰為F4TCNQ得到電子的吸收峰,說明(YD)2Ab和F4TCNQ形
成了電荷轉(zhuǎn)移型復合物,(YD)2Ab可以向F4TCNQ轉(zhuǎn)移電子。
[0116] 將制備得[(YD)2Ab]:F4TCNQ薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,F(xiàn)4TCNQ的加入形成的B:Aq型P型導電復合物能改善噠嗪化合物得導電性能,使噠嗪化合物得導電性能有
所增高,方塊電阻從無限大減少到5200MΩ/sq,高于三苯氨系列,這一結(jié)果表明吲哚林類化
合物的給電子能力比三苯氨類化合物的給電子更強,故電子轉(zhuǎn)移型導電復合物的導電性能
更好。
[0117] N型半導體性能研究[0118] 實施例六[0119] 一種N型有機半導體復合物(四硫富瓦烯)2:4,4’?二(4?N,N’?二(對甲苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉,即(TTF)2:[(MTPA)2Ab]的制備方法,包括以下步驟:
[0120] 將芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab(0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫
度為室溫,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?4
化合物的濃度為5×10 mol/L;
[0121] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入TTF 0.01mmol并進行攪拌,所述TTF與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為2:1,攪拌時間180min,攪拌溫度為室溫,反應結(jié)
束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為旋涂時選取得參數(shù)為3000r/
?3
min,旋涂時間30s,溶度為1×10 mol/L。
[0122] 圖8為旋涂薄膜的表面形貌圖片,(圖8a)和(圖8b)分別為芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab和(TTF)2:[(MTPA)2Ab復合物的光學顯微鏡(OM)圖片,(圖8c)和(圖8d)分別為芳
香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab和(TTF)2:[(MTPA)2Ab復合物的掃描電鏡(SEM)圖片,(圖8e)和
(圖8f)分別為芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab和(TTF)2:[(MTPA)2Ab復合物的原子力顯微鏡
(AFM)圖片,從圖片中我們可以看出(MTPA)2Ab化合物的膜不太均一,致密性較差,而Dp?B型
復合物的薄膜就相對平整,且十分均一,致密性較好。說明復合物的形成有助于形成致密的
薄膜。
[0123] 為了證明(MTPA)2Ab分子與TTF之間形成復合物,對(MTPA)2Ab和(TTF)2:[(MTPA)2Ab進行紅外光譜測試,結(jié)果如圖9所示。(如圖9所示)(如圖9中的a)(MTPA)2Ab的C=C,C?N骨
?1 ?1 ?1 ?1
架振動峰出現(xiàn)在1600cm 、1500cm 處,而(TTF)2:[(MTPA)2Ab在3062cm ,2360cm 和2163cm
?1
(如圖9中的c)處均產(chǎn)生了新的吸收峰發(fā)生了明顯的移動,這說明TTF和(MTPA)2Ab中的偶
氮基團有明顯的作用,使其能有序排列,從而導致其發(fā)生了明顯的峰的移動,說明已經(jīng)形成
復合物,結(jié)果進一步證明噠嗪化合物的偶氮基團可以和TTF形成復合物。紅外測試表征證明
化合物已經(jīng)和TTF作用。
[0124] 薄膜導電性能研究[0125] 通過測試方塊電阻的方法測試了有機半導體復合物的導電性能。[0126] 有機半導體復合物導電性能得測試方法如下:[0127] 首先將導電玻璃進行清洗,首先用玻璃清洗液清洗玻璃,然后用清水將洗滌液洗凈。然后用乙醇超聲清洗30min,用氮氣吹干。將干燥的玻璃進行親水表面處理。
[0128] 采用對導電玻璃進行刻蝕的方法制備了一個長和寬都是4nm的方塊槽,在導電玻璃上滴涂或旋涂(TTF)2:[(MTPA)2Ab]樣品后進行方塊電阻的測試。
[0129] 測試結(jié)果如表1,從表1中可以看出,噠嗪化合物在現(xiàn)有量程范圍內(nèi)不能測到電阻,說明噠嗪化合物的電阻非常大。噠嗪化合物在添加TTF后,導電性能大幅度改變,電阻從
((MTPA)2Ab無限大減少到12180MΩ/sq((TTF)2:(MTPA)2Ab)。當改變制備芳香族噠嗪類化合
物溶液時采用的溶劑后,電阻進一步減小,當溶劑為氯苯時電阻可減小到11980MΩ/sq,當
溶劑為乙腈時電阻可減小到7980MΩ/sq,這一結(jié)果表明向噠嗪化合物中加入TTF形成復合
物,能很大程度改善復合物得導電性能,根本原因是形成復合物后,分子間得載流子遷移性
能提高,故導電性能大幅度改善。
[0130] 表1(MTPA)2Ab和復合物(TTF)2:(MTPA)2Ab在不同溶劑中的導電性能[0131][0132] 瞬態(tài)吸收:[0133] 在450nm處激發(fā)時,(TTF)2:[(MTPA)2Ab]在甲苯中的瞬態(tài)吸收光譜如圖10a所示,圖中顯示的450?500nm左右負吸收峰歸屬于配位復合物的基態(tài)漂白峰,在420nm左右和500?
700nm處的正吸收峰分別歸屬于偶氮負離子和三苯胺正離子的吸收峰,在460nm的負吸收峰
歸屬于(TTF)2:[(MTPA)2Ab]的基態(tài)漂白峰,當向體系中通入氧氣之后,瞬態(tài)吸收信號沒有明
顯的減弱,這些正吸收峰的信號歸屬于偶氮化合物的電荷分離態(tài),對(TTF)2:[(MTPA)2Ab]進
行吸收衰減曲線進行指數(shù)擬合如圖10b,其電荷分離態(tài)的壽命為35.1μs。長壽命電荷分離態(tài)
的形成有利于載流子遷移率的提高,從而獲得較高的載流子遷移率。該化合物具有較長的
電荷分離態(tài)壽命,故可以作為電荷分離型染料應用于染料敏化太陽能電池,電荷分離型染
料作為光敏劑有利于光誘導電子轉(zhuǎn)移,減少電荷復合,可有效地提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)
化效率。
[0134] 遷移率數(shù)據(jù):[0135] 選用SCLC法對其進行了電子和空穴遷移率測試(如圖11所示),通過測試獲得噠嗪化合物(TTF)2:[(MTPA)2Ab]的空穴遷移率(如圖11a所示)和電子遷移率(如圖11b所示)分別
?6 2 ?1 ?1 ?3 2 ?1 ?1
為μh=8.6×10 cm· s 、μe=3.9×10 cm· s 。該化合物的電子遷移率已經(jīng)超過了
很多聚合物的電子遷移率,故可作為電子傳輸材料用于各種電子器件。
[0136] 實施例七[0137] 一種N型有機半導體復合物(雙(亞乙基二硫醇)四硫代富瓦烯)2:4,4’?二(4?N,N’?二(對甲苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉,即(BEDT?TTF)2:[(MTPA)2Ab]的制備方法,包
括以下步驟:
[0138] 將芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab(0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為120min,攪拌溫
度為60℃,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?4
化合物的濃度為5×10 mol/L;
[0139] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入BEDT?TTF0.015mmol并進行攪拌,所述BEDT?TTF與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間360min,攪拌溫度為80℃,
反應結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋涂時間
?3
30s,溶度為1.5×10 mol/L。
[0140] 薄膜導電性能研究[0141] 將制備得薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,BEDT?TTF的加入形成的N型有機導電復合物能改善芳香族噠嗪類化合物的導電性能,使芳香族噠嗪類化合物的導電性能有
所增高,方塊電阻從無限大減少到13000MΩ/sq,相比于芳香族噠嗪類化合物的電阻的無限
大,說明復合物的形成有利于導電性能的增加。
[0142] 實施例八[0143] 一種N型有機半導體復合物(四硫富瓦烯)2:4,4’?二(4?N,N’?二(對甲氧基苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉,即(TTF)2:[(M?O?TPA)2Ab],的制備方法,包括以下步驟:
[0144] 將芳香族噠嗪類化合物(M?O?TPA)2Ab(0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫
度為室溫,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?4
化合物的濃度為5×10 mol/L;
[0145] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入TTF 0.015mmol并進行攪拌,所述TTF與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為3:1,攪拌時間360min,攪拌溫度為80℃,反應
結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋涂時間30s,
?3
溶度為1.5×10 mol/L。
[0146] 將制備的(TTF)2:[(M?O?TPA)2Ab]薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,TTF的加入形成的N型導電復合物能改善噠嗪化合物的導電性能,使噠嗪化合物的導電性能有所增
高,方塊電阻從無限大減少到8200MΩ/sq,低于(TTF)2:[(MTPA)2Ab],這一結(jié)果表明甲基三
苯氨化合物的給電子能力比三苯氨類化合物的給電子更強,故電子轉(zhuǎn)移型導電復合物的導
電性能更好。
[0147] 實施例九[0148] 一種N型有機半導體復合物(四硫富瓦烯)2:2,9?二?2,4?對甲苯基(1,2,3,3a,4,8b?六氫環(huán)戊二烯并[b]吲哚氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉,即(TTF)2:[(YD)2Ab]的制備方法:
[0149] 將芳香族噠嗪類化合物(YD)2Ab (0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫度為室溫,
得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類化合物的濃
?4
度為5×10 mol/L;
[0150] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入TTF0.01 mmol并進行攪拌,所述TTF與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為2:1,攪拌時間360min,攪拌溫度為室溫,反應
結(jié)束后,將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋涂時間30s,
?3
溶度為1×10 mol/L。
[0151] 將制備得(TTF)2:[(YD)2Ab]薄膜進行導電性能測試,測試結(jié)果表明,TTF的加入形成的N型導電復合物能改善噠嗪化合物得導電性能,使噠嗪化合物得導電性能有所增高,方
塊電阻從無限大減少到7600MΩ/sq,低于(TTF)2:[(MTPA)2Ab],這一結(jié)果表明吲哚林類化合
物的給電子能力比三苯氨類化合物的給電子更強,故電子轉(zhuǎn)移型導電復合物的導電性能更
好。
[0152] 實施例十[0153] 一種雙極性半導體復合物(四硫富瓦烯)2:[4,4’?二(4?N,N’?二(對甲苯基)氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉]:(2,3,5,6?四氟?7,7,8,8?四氰基對苯二醌二甲烷),即(TTF)2:
[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ制備方法,包括以下步驟:
[0154] 將芳香族噠嗪類化合物(MTPA)2Ab(0.005mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫
度為室溫,得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類
?4
化合物的濃度為5×10 mol/L;
[0155] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入F4TCNQ 0.005mmol并進行攪拌,所述F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間360min,攪拌溫度
為80℃,反應結(jié)束,得到復合物[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ。再向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中
加入TTF 0.01mmol并進行攪拌,所述TTF與所述復合物[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ的摩
爾比為2:1,攪拌時間360min,攪拌溫度為室溫,反應結(jié)束得到有機半導體復合物(TTF)2:
[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ。將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋涂時選取得參數(shù)為旋涂時選取
?3
得參數(shù)為3000r/min,旋涂時間30s,溶度為1×10 mol/L。
[0156] 對復合物(TTF)2:[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ進行了紫外測試。從紫外吸收光譜如圖12所示,在300?375nm處的吸收峰歸屬于分子內(nèi)芳環(huán)和偶氮基團的π?π*電子躍遷,而(MTPA)2Ab
在450nm處左右的最大吸收峰歸屬于分子內(nèi)三苯胺基團向偶氮基團的電荷轉(zhuǎn)移吸收峰。而
450nm處左右的最大吸收峰歸屬于分子內(nèi)吲哚啉基團向偶氮基團的電荷轉(zhuǎn)移吸收峰。在
760nm和870nm處產(chǎn)生的峰為F4TCNQ得到電子的吸收峰,說明(MTPA)2Ab和F4TCNQ形成了電荷
轉(zhuǎn)移型復合物,(MTPA)2Ab可以向F4TCNQ轉(zhuǎn)移電子。
[0157] 薄膜導電性能研究[0158] 將復合物(TTF)2:[(MTPA)2Ab]:F4TCNQ化合物進行導電性能測試,測試效果不佳,我們猜測可能的原因是TTF和F4TCNQ共同加入后減弱了復合物的載流子遷移率,故使其導
電性能不佳。
[0159] 實施例十一[0160] 一種雙極性半導體復合物(四硫富瓦烯)2:2,9?二?2,4?對甲苯基(1,2,3,3a,4,8b?六氫環(huán)戊二烯并[b]吲哚氨基苯乙烯基)苯并[c]噌啉:(2,3,5,6?四氟?7,7,8,8?四氰基
對苯二醌二甲烷),即(TTF)2:[(YD)2Ab]:F4TCNQ的制備方法,包括以下步驟:
[0161] 將芳香族噠嗪類化合物(YD)2Ab (0.007mmol)與10ml二氯甲烷放入到單口燒瓶中混合進行攪拌,攪拌時間為60min,攪拌溫度為室溫,
得到芳香族噠嗪類化合物溶液,所述芳香族噠嗪類化合物溶液中芳香族噠嗪類化合物的濃
?4
度為7×10 mol/L;
[0162] 向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加入F4TCNQ 0.007mmol并進行攪拌,所述F4TCNQ與所述芳香族噠嗪類化合物的摩爾比為1:1,攪拌時間180min,攪拌溫度
為室溫,反應結(jié)束,得到復合物[(YD)2Ab]:F4TCNQ。再向所述芳香族噠嗪類化合物溶液中加
入TTF 0.014mmol并進行攪拌,所述TTF與所述復合物[(YD)2Ab]:F4TCNQ的摩爾比
為2:1,攪拌時間180min,攪拌溫度為室溫,反應結(jié)束。將反應液用旋涂儀旋涂制備薄膜;旋
?3
涂時選取得參數(shù)為旋涂時選取得參數(shù)為3000r/min,旋涂時間30s,溶度為1.4×10 mol/L。
[0163] 對復合物(TTF)2:[(YD)2Ab]:F4TCNQ進行了紫外測試。從紫外吸收光譜圖13的結(jié)果(TTF)2:[(YD)2Ab]:F4TCNQ在溶液中的紫外可見吸收光譜在300?375nm處的吸收峰歸屬于分
子內(nèi)芳環(huán)和偶氮基團的π?π*電子躍遷,而450nm處左右的最大吸收峰歸屬于分子內(nèi)吲哚啉
基團向偶氮基團的電荷轉(zhuǎn)移吸收峰。在760nm和870nm處產(chǎn)生的峰為F4TCNQ得到電子的吸收
峰,說明(YD)2Ab和F4TCNQ形成了電荷轉(zhuǎn)移型復合物,(YD)2Ab可以向F4TCNQ轉(zhuǎn)移電子。
[0164] 薄膜導電性能研究[0165] 將復合物(TTF)2:[(YD)2Ab]:F4TCNQ化合物進行導電性能測試,測試效果不佳,我們猜測可能的原因是TTF和F4TCNQ共同加入后減弱了復合物的載流子遷移率,故使其導電
性能不佳。
[0166] 以上對本發(fā)明做了示例性的描述,應該說明的是,在不脫離本發(fā)明的核心的情況下,任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均
落入本發(fā)明的保護范圍。
聲明:
“有機半導體材料、制備方法及應用” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)