卟啉类光电功能材料研究进展.pdf

鱼堑鬯篁!坠燮耋堂皇堕墼笪整笪婴壅堂堡————————————————————————————!!L 卟啉类光电功能材料的研究进展。 杨新国，孙景志，汪 茫，陈红征，黄骥 (浙江大学材料与化工学院高分子科学与工程系．硅材料国家重点实验室·浙江杭州310027) 摘要： 卟蚌厦其衍生物是一类具有优良的光电性能的有机 键连接的给体一受体型二元化合物如卟啉(I’)一醌(Q)·当激发卟 半导体材料．引起人们广泛的关注。本文对卟啉类光电材料在 啉时．产生电荷分离态r—Q一．但这种电荷分离态在溶液中的 模拟生物光合作用中，o的光致电荷转移和能量转移．有机太阳 寿命通常只有几百皮秒，很容易发生电荷复合衰退到基态。 能电池．分子光电器件．有机电致发光和光存储等领城的研究进 展做一简要介绍。 醌(Q)三元化舍物(图1)，当卟啉分子受激发时，首先发生电荷 关键词：卟啉；有机太阳能电池；分子开关；有机电致发光；光 转移形成c-P’一Q，这种电荷分离态很不稳定．容易通过非辐 存储材料 射跃迂回到基态，同时，存在从胡萝h素(C)到卟啉(P)电于转 中图分类号：()62l 文献标识码：A 移的另一竞争过程．可以形成cLItQ电荷分离态．其电荷复 文章编号：lool一973l(2003)02一0113一05 合速度很慢而且比较稳定．在二氯乙烷的寿命达300ns，其量子 1 引 言 醌(QA)-醌(QB)四元化台物(图2)。 卟啉是一类由4个吡咯环通过次甲基相连形成的具有18 个r电子的共轭大环化舍物，其中心的氮原子与金属原子配位 形成金属卟琳衍生物。卟啉化台物具有良好的光和热稳定性， 吸收光谱在可见光范围内．具有许多独特的物理性质和化学性 质及其它功能性质，在生物化学、医药化学、分析化学、光化催化 和材料科学等领域已得到了广泛的关注和应用。近年来，利用 卟啉独特的电子结构和光电性能．设计和合成光电功能材料及 R_Q1—r—。喵 光电器件的研制等方面已成为国内外十分活跃的研究领域，取 圈l 得了许多重要的进展。本文对卟啉及其衍生物在模拟生物光台 式 1 Structureof tmd 作用中心的光致电荷转移和能量转移光致电荷转移．有机太阳 F【g carot叶porphyri卅quinone 能电弛．分子开关，有机电致发光和光存储材料等领域的主要的 研究进展作一简要综述。 2模拟生物光合作用中心的光致电荷转移和 能量转移 绿色植物光合作用中心是一个多步电荷转移体系．而这个 体系是由一系列按能量和空间排列的分子组成．具有相当高的 光致电荷转移和分离效率．在这种意义上来说，自然界的植物光 №巾婚 图2胡萝h素(C)一卟啉(P)一醌(Q一)的四元化合物的结构式 合作用中心是一种在分子水平上的高效率的光伏器件．因此模 2ructureof uinonetetrad 拟生物光合成中心的光致电子转移和能量转移对太阳能的光电 Fig carotene_porphyrin_quinone-q 当卟啉分子受激时．首先发生电荷转移形成一系列电荷分 转换和收集具有重要的理论和应用价值．其中卟啉化合物构成 ，c 叶绿素等生物大分子的核心部分．参与植物光合作用等一系列 离态：C—Ptq一一QB．BPl。Q^一QⅡtP-瓯一吼一．在二 重要过程。从80年代初开始．人们设计和合成了许多古有胡萝 氯甲烷中最终的电荷分离态的寿命达4