含钌金属配合物共轭聚合物光伏材料的合成与表征-材料学专业论文.docxVIP

摘要摘要 摘要 摘要 本论文基于将染料敏化剂与共轭聚合物结合起来的合成设计思路，制备了 两个系列的新型含钉金属聚合物光伏材料，分别是主链含联吡啶配体的聚合物 PBT和PBP及其相应的金属配位产物PBTRu和PBPRu，以及柔性挂接2．(2． 吡啶)．苯并咪唑配体的咔唑基聚合物PCP和PCC及其金属配位产物PCPRu和 PCCRu。然后，通过IR、GPC、TG、UV-vis等测试方法对上述聚合物的结构、 相对分子量、热性能以及光学性能等进行了分析表征。 首先，利用Homer-Wadsworth．Emmons聚合反应合成了聚合物PBT和PBP， 然后对上述聚合物进行金属配位反应得到了含金属的PBTRu和PBPRu。四种 聚合物均具有较好的溶解性，保证了其良好的成膜性能；此外，分析UV-vis谱 图发现， 聚合物PBTRu和PBPRu较PBT和PBP的吸收峰发生了红移，而且 分别在500nm和583nm出现了新的吸收峰，这是由金属．配体电荷转移(MLCT) 引起的。 聚合物PCP和PCC分别通过Wittig聚合反应和Knoevenagel聚合反应合成 得到，然后通过金属配位反应，得到了含金属聚合物PCPRu和PCCRu。该类 共轭聚合物的特点是将金属配体以柔性链段挂接到共轭主链上，从而，消除金 属对主链共轭通路的影响，同时又能利用金属染料的强吸光能力。UV-vis光谱 分析表明，引入金属染料后，聚合物的光学性能得到了极大地改善，分别在 587nm和586nm出现了新的吸收峰，而且，两者的边缘吸收延伸到近红外区。 此外，TG结果表明，含腈基聚合物PCC的热稳定性较PCP好，这是由于腈基 的引入增大了高分子之间的相互作用力。 关键词：染料敏化剂；共轭聚合物；光伏材料；Knoevenagel反应 摘要Abstract 摘要 Abstract Aiming to obtain photovoltaic materials with excellent performance，two conjugated polymers PBT and PBP with bipyridine ligands in the main chain,and another two polymers PCC and PCP with pendant 2-(2-pyridyl)benzimidazole(PBI) ligands were synthesized starting from corresponding monomer design based on the consideration of combining metal sensitizers and semiconductive conjugated polymers．Thereafter,four related ruthenium—containing polymers，PBTRu，PBPRu, PCPRu and PCCRu，were obtained through the coordination of the corresponding ligand polymer with ruthenium complex sensitizers．These polymers were characterized respectively by IR，GPC，TG and Uv-Vis to make clear their structural information，thermal stability and optical absorption properties． Polymers PBT and PBP were synthesized through Homer-Wadsworth-Emmons polymerization，both of which together with their Ru—complexes，PBTRu and PBPRu，possessed good solubility in conlmon organic solvents ensuring convenient film preparation through solution casting．UV二vis spectra revealed that the red shift of absorptions is obvious upon the introduction of Ru-complexes，and absorptions derived from metal-ligand charge transfer in polymers PBTRu and PBPRu were observed．