噻吩交替共聚合物及奈米複合材料之光電研究

The Research of Photoelectric in Alternating Thiophene Copolymer and Nanocomposites

洪啟航(Chi-Hang Hung)

指導教授 ： 廖義田

國立臺北科技大學/工程學院/有機高分子研究所/碩士(2011年)

摘要

導電高分子是一種具導電性的高分子聚合物，當聚合物的分子鏈上具有單鍵及雙鍵交替的共軛(Conjugation)結構時，非定域化(Delocalized)電子可沿著分子鏈移動而導電，導電高分子都屬於這種共軛高分子。常見的導電高分子有聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩及它們的衍生物。導電高分子具有獨特的光電性質與半導體特性，成為目前熱門的高分子光電材料。
聚噻吩(Polythiophene)具有高分子質輕且導電度高的特性，對於高分子太陽能電池而言，是一個很重要的材料。當太陽能電池在照射太陽光的期間，聚噻吩的熱穩定性是一個很重要的原因。因此，本篇將合成一新型的聚噻吩，而此共聚物明顯的會比未修飾過的聚噻吩要來的穩定。實驗過程中，將合成出帶有羧化物官能基的聚噻吩，其物理性質可由傅立葉轉換紅外光譜儀、紫外光可見光光譜儀及核磁共振儀得知。而其熱穩定性是因為經過矽氧烷(Siloxane)反應後所產生的交聯作用的緣故。
使用羧酸噻吩與噻吩合成交替共聚合物(Alternating copolymer)，以四點探針及傅立葉轉換紅外光譜儀測其導電度及結構，主要是研究交替共聚物對導電性質之影響，研究發現交替共聚合物之導電度為隨機共聚合物(Random copolymer)的十倍。

關鍵字

導電高分子 ； 光電材料 ； 矽氧烷 ； 交替共聚合物 ； 聚噻吩

並列摘要

Conjugate polymers are organic polymers that conduct electricity. Such compounds may have metallic conductivity or can be semiconductors. The biggest advantage of conductive polymers is their processability, mainly by dispersion.
Polythiophene is a very important material that is used in polymer solar cell. The thermal stability is very important for solar cell during the irradiation of the sun. Therefore, a new type of polythiophene is synthesized. The copolymer manifest better stability than the unmodified polythiophene. In this experiment, polythiophene with carboxylate functional groups is synthesized. Their physical properties are investigated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, UV-Visible Spectroscopy, and Nuclear Magnetic Resonance. The thermal stability is due to the crosslinking reaction occurred after the siloxane freatments.
Use carboxylate thiophene and thiophene to synthesize alternating copolymer. Their physical properties are investigated by Four-point probe Conductivity Meter and Fourier Transform Infrared Spectroscopy.

並列關鍵字

conjugate polymer ； thiophene ； siloxane ； alternating copolymer

參考文獻

[31] 廖建勛，奈米高分子複合材料發展現況與未來趨勢，化工資訊，2001b，15，

[28] 張家倫，奈米複合材料及光電高分子之合成與性質研究，碩士論文，國立台

[18] A. O. Patil, A. J. Heeger, F. Wudl, Chem. Rev., 1988, 88, 183.

[3] J. W. Gilman, C. L. Jackson, A. B. Morgan, R. Hayyis, E. Jr. Manias, E. P.

[1] J.Wen and G.L.Wilkes, Chem. Mater., 1996, 8, 1667.