含苝環之小分子與高分子之合成、性質探討及其在有機發光二極體與太陽能電池上應用

Synthesis and Characterization of 1,7-Diaryl-Substituted Perylene Bisdiimide and Conjugated Polymer, and the Applications on OLED and Solar Cell

趙君傑(Chun-Chieh Chao)

指導教授 ： 梁文傑

國立臺灣大學/理學院/化學研究所/博士(2007年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2007.02187

摘要

本論文主要在探討以苝環為主體之小分子與高分子之光電行為。在小分子的部分我們藉由有系統的改變取代基，並觀察取代基效應對該分子之光物理特性、電化學行為以及熱穩定性的影響，最後並利用該系列化合物具有良好之電子傳輸特性以及可見光區具有良好吸收之特性，將其應用於Black Cathode上，其中可發現，在不影響元件特性的前提下，可使反射率降低成原來的十分之，達到7.32%。
接著利用Suzuki-Miyamura coupling的方法，建構出以苝環為主體之高分子 ，並藉由取代基來調控其吸收頻譜，以達到全吸收的目標。最後，將其應用於太陽能電池元件上的製作，觀察其光電行為，並藉由系統性的研究，了解結構與填充因子、電流與元件效率間的關係。其中，高分子P9與PVK及PCBM參混後製成元件，結構如下：ITO/PDEOT:PSS/Active layer (PVK：P9：PCBM=0.1：0.9:4)/LiF/Al，其最大效率為0.122％。

關鍵字

苝太陽能電池 ； 高分子 ； 全吸收 ； 光電行為

並列摘要

In this study, we synthesize a series of symmetrical and unsymmetrical small molecules containing perylene bisdiimide (PDIs). The substituent effects on the photophysical and electrochemical properties of these aryl-substituted perylene diimides (1-ArPDIs and 1,7-Ar2PDIs) have been carefully explored. We use the molecules as black cathode of OLED, and the reflectance can be reduced and the reflectance is 7.32%.
Because of the properities of broadening absorption spectrum of these molecules, we also synthesize a series of polymers containing perylene bisdiimide (PDIs). We use the polymers as the activle layer material of organic bulk heterojunction solar cell. By systematical research, we know the behavior of these polymers in solar cell. The device structure is ITO/PDEOT:PSS/Active layer (PVK：P9：PCBM=0.1：0.9:4)/LiF/Al. The maximun power conversion efficiency (PCE) is 0.122%.

並列關鍵字

PDI ； perylene ； solar cell ； PCBM ； black cathode ； OLED

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