自組裝單分子膜（SAM）是成膜分子與固體基底間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而自發(fā)形成的熱力學(xué)穩(wěn)定,分子排列有序的單層膜。具有操作簡單、穩(wěn)定性和取向性好等優(yōu)點(diǎn),在有機(jī)電子器件和電化學(xué)修飾電極等方面具有廣泛的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)合成一種以TPD為分子主體,硫酯為錨定基團(tuán),亞甲基作為橋連基團(tuán)的新型空穴傳輸材料TPD-SAc,并將其在金表面形成SAM體系,然后將此SAM體系用于OLED陽極ITO的修飾,以改善無機(jī)/有機(jī)界面的接觸。依次通過Vilsmeier反應(yīng)、還原反應(yīng)和光延反應(yīng)合成TPD-SAc,并對Vilsmeier反應(yīng)的投料比例、溫度、時(shí)間等因素以及光延反應(yīng)的反應(yīng)體系和投料順序進(jìn)行了優(yōu)化,最終三步反應(yīng)的總收率為30.8%。TPD-SAc在三乙胺的作用下在金表面形成SAM,通過傅里葉變換紅外光譜和X射線光電子能譜研究了SAM的成膜機(jī)理,確認(rèn)了成膜分子和金基底之間S-Au鍵的形成;通過接觸角、原子力顯微鏡、紫外光電子能譜、電化學(xué)測試等方法研究了SAM的物理和電化學(xué)性質(zhì),SAM的傾斜角約為45o,吸附量為2×10^-10 mol·cm^-2,金功函數(shù)減小0.2 eV,對溶液中... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自組裝單分子膜的結(jié)構(gòu)和主要作用力示意圖

第 1 章 緒論重態(tài)有強(qiáng)烈的猝滅作用，使電荷分離產(chǎn)率不能接近百分之百，于是將金電極替換為 ITO 電極，研究卟啉- C60的 SAM 體系的光電流。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在 ITO 電極上的自組裝體系較金電極上的內(nèi)量子產(chǎn)率高 280 倍（圖 1-2 所示）[31]。另外，還可以將以上 SAM 引入到納米金屬粒子表面。首先在金屬納米粒子表面制備功能 SAM，然后通過范德華力等作用力將另一個(gè)功能分子引入至體系中，形成供體-受體體系，將其作為光電轉(zhuǎn)換器件的電極。Hasobe 等[32]利用上述方法制備了納米金粒子-卟啉-C60體系，實(shí)驗(yàn)表明此體系的 IPCE 為 54 %，激發(fā)譜達(dá)到 1000 nm。

圖 1-3 a）OFET 器件結(jié)構(gòu)和 diF-TES-ADT、PFBT 的結(jié)構(gòu)式；未修飾和 PFBT 修飾的 OFETs器件的轉(zhuǎn)移特性曲線Figure 1-3 a) OFET device structure and the chemical structure of diF-TES-ADT andpentafluorobenzenethiol (PFBT). Saturation regime transfer characteristics measured on theOFETs with b) bare and c) PFBT-treated metal S/DBeaumont 等[35]使用鹵元素取代的分子對 ITO 進(jìn)行 SAM 修飾，如圖 1-4 所示，ITO 功函數(shù)提高了 0.2~0.4 eV，使電極與有機(jī)層供體的能級更加匹配，表面相容性也顯著增強(qiáng)。如表 1-1 所示，SAM 修飾的電池器件開路電壓提高了 85 %，光電轉(zhuǎn)換效率從 1.3 %增加到 3.3 %，提高了接近 3 倍，顯示了 SAM 技術(shù)在光伏電池性能優(yōu)化上的巨大作用。


本文編號：3521508