新型有机电致变色材料的创制及太阳能电池驱动的固态有机电致变色器件的研究

针对目前国际国内的研究现状，结合我们的前期研究基础，本课题从创制新型有机电致变色材料及制备固态有机电致变色器件的角度出发，设计、合成新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物作为电致变色材料，同时研究固态有机电致变色器件。研究的基本思路是：所设计、合成的有机电致变色材料不仅具有好的热稳定性、相态稳定性，还具有好的电化学稳定性；所研制的有机电致变色器件不含液体电解质或凝胶电解质，即是固态的。另外，器件可以用太阳能电池进行驱动。.研究新型有机电致变色材料及固态有机电致变色器件，不仅具有非常大的学术意义，而且在智能窗、汽车后视镜、平板显示器以及国防军事等领域也具有非常大的应用前景，并将在节能降耗和减排方面发挥巨大的作用，

新的功能性有机高分子材料从发现到实际应用是和理论上的理解认识，目标化合物的设计、合成及对其特性的详细研究分不开的。作为应用基础研究项目，本课题所要开展的研究：“新型有机电致变色材料的创制及太阳能电池驱动的固态有机电致变色器件的研究”，依据这个研究方向，结合我们已有的研究工作基础，本项目的研究目标是设计、合成新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物，明确了解和掌握这些新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物的光、电性质，研究所设计、合成新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物的电致变色性能，在对电致变色性能充分了解的情况下，进行太阳能电池驱动的固态有机电致变色器件的研究。通过本项目的研究，为研制开发太阳能电池驱动的新型固态有机电致变色器件提供可行和可靠的基础依据。. 本项目按计划进行了实施，在研究内容上没有进行调整和变动，实现了本项目的研究目标，且取得了较好的研究结果，发表期刊文章16篇，会议论文8篇，申请专利八件，项目实施期间获授权专利一件，研究成果主要包括以下四个方面，1）、新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物的设计、合成：已经设计、合成了系列新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物，利用核磁共振 (1H-NMR和13C-NMR)、质谱 (MS)、红外光谱 (IR)和元素分析 (EA)对所设计、合成的系列新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物的结构进行了表征；2）、新型齐聚噻吩衍生物及相应的聚噻吩衍生物的电致变色性能：制备了两种类型的有机电致变色器件，研究了所设计、合成新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物的电致变色性能，研究结果发现，在电化学掺杂和去掺杂时，这些新型齐聚噻吩衍生物和聚噻吩衍生物均能发生可逆的颜色变化。颜色包括无色、褐色、红色、橙色、蓝色、黄色和橙黄色等。研究中还发现，对于噻吩环α位不含取代基的化合物，在进行电化学掺杂时首先发生聚合形成聚合物；3）、新型齐聚噻吩衍生物的光伏性能：研究中发现，具有液晶性质的有机电子给体材料经真空蒸着成膜后，分子具有好的取向性，有利于载流子的迁移，可以提高器件的光伏性能；4）、水溶性共轭聚电解质的性能与应用：制备了水溶性共轭聚电解质，研究了其在有机电致变色器件和生物传感器方面的应用。研究中发现，水溶性共轭聚电解质可以作为支持电解质在有机电致变色器件中进行应用。研究中还发现，水溶性共轭聚电解质能够与BSA发生相互作用，有可能作为生物传感器去检测BS