[發(fā)明專(zhuān)利]一種溶液中聚噻吩分子鏈解纏結(jié)促進(jìn)結(jié)晶的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910217779.1
• 申請(qǐng)日: 2009-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101696275A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓艷春;趙奎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/00
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/00;C08L65/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春科宇專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22001
• 代理人: 馬守忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溶液中聚噻吩分子鏈解纏結(jié)促進(jìn)結(jié)晶的方法。

背景技術(shù)

聚噻吩作為一種共軛高分子材料，具有很好的半導(dǎo)體特性，在有機(jī)薄膜晶體管、有 機(jī)太陽(yáng)能電池、有機(jī)發(fā)光二極管領(lǐng)域被廣泛地研究[1，2]。在聚噻吩晶體內(nèi)電荷傾向于沿 π-π共軛方向進(jìn)行傳輸，無(wú)序區(qū)域嚴(yán)重阻礙電荷傳輸。因此提高聚噻吩薄膜的結(jié)晶性和提 高晶體之間互聯(lián)程度對(duì)于提高其光電性能至關(guān)重要。為了得到含高結(jié)晶性的聚噻吩薄膜， 通常將溶液進(jìn)行預(yù)處理增加溶液中微晶的含量。目前預(yù)處理的方法包括降溫處理或者添加 劣溶劑來(lái)降低溶解度[3-5]。但是對(duì)于擁有剛性主鏈和柔性側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的聚噻吩，分子鏈極 容易纏結(jié)。特別是對(duì)于高分子量的聚噻吩，纏結(jié)程度隨著分子量增加而增大，嚴(yán)重抑制了聚 噻吩在溶液中自組裝形成微晶，并最終導(dǎo)致形成無(wú)序的大尺寸纏結(jié)聚集體。這嚴(yán)重影響了 溶液沉積形成聚噻吩薄膜后的聚噻吩結(jié)晶和有序聚集，降低了其光電性能。但是，對(duì)于如何 降低聚噻吩分子鏈纏結(jié)程度以利于其在溶液中自組裝形成微晶，目前還沒(méi)有一種有效的解 決方法[6](參考文獻(xiàn)：(1)Kim，D.H.；Park，Y.D.；Jang，Y.；Yang，H.C.；Kim，Y.H.；Moon， D.G.；Park，S.；Chang，T.；Chang，C.；Joo，M.；Ryu，C.Y.；Cho，K.Adv.Funct.Mater.2005， 15，77.

(2)Sirringhaus，H.；Brown，P.J.；Friend，R.H.；Nielsen，M.M.；Bechgaard，K.； Langeveld-Voss，B.M.W.；Spiering，A.J.H.；Janssen，R.A.J.；Meijer，E.W.；Herwig，P.； de?Leeuw，D.M.Nature?1999，401，685.

(3)Kiriy，N.；E.；Adler，H.J.；Schneider，M.；Kiriy，A.；Gorodyska，G.； Minko，S.；Jehnichen，D.；Simon，P.；Fokin，A.A.；Stamm，M.NanoLett.2003，3，707.

(4)Samitsu，S.；Shimomura，T.；Heike，S.；Tomihiro?Hashizume，T.；Ito， K.Macromolecules?2008，41，8000.

(5)Berson，S.；Bettignies，R.D.；Bailly，S.；Guillerez，S.Adv.Funct. Mater.2007，17，1377.

(6)Yang，H.；Shin，T.J；Bao，Z.N.；Ryu，C.Y.J.Polym?Sci.，Polym.Phys.2007， 45，1303.)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服聚噻吩固有的缺點(diǎn)，提供一種溶液中聚噻吩分子鏈解纏結(jié) 的方法。所述的方法從而提高了聚噻吩在溶液中自組裝形成微晶的程度。為達(dá)到以上目標(biāo)， 本發(fā)明中首先制備含有纏結(jié)聚集體/微晶和完全溶解的兩相共存的聚噻吩溶液，然后對(duì)該 兩相共存的聚噻吩溶液進(jìn)行超聲波振蕩，促使纏結(jié)聚集分子和溶劑分子充分相互作用從而 實(shí)現(xiàn)分子鏈解纏結(jié)，得到分散到溶劑環(huán)境中具有較高擴(kuò)散和運(yùn)動(dòng)自由度的聚噻吩分子。然 后通過(guò)溶液中已有的微晶為模板誘導(dǎo)聚噻吩的進(jìn)一步結(jié)晶，或者通過(guò)溶液中單分子的擴(kuò) 散、聚集和有序組裝形成微晶，進(jìn)而提高溶液中微晶的含量。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，包括如下步驟：

(1)將濃度為0.01-5.0wt.％的聚噻吩加入有機(jī)溶劑中，加熱至50-100℃使聚噻 吩完全溶解，然后在黑暗和無(wú)振動(dòng)環(huán)境中冷卻至室溫，溶液顏色從亮黃色逐漸變至褐色，得 到含有纏結(jié)聚集體/微晶和完全溶解的兩相共存的聚噻吩溶液；所述的有機(jī)溶劑是聚噻吩 的中性溶劑或者邊緣性溶劑，為甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯苯、四氫萘或茴香 醚；

(2)超聲波震蕩儀器池內(nèi)水溫為室溫，將含有纏結(jié)聚集體/微晶和完全溶解的兩 相共存的聚噻吩溶液置于超聲波震蕩儀器內(nèi)，超聲波振蕩0.5-10分鐘，優(yōu)選時(shí)間為4分鐘， 促進(jìn)分子解纏結(jié)和自組裝形成微晶。