Synthese von neuartigen alternierenden Donor-Akzeptor-Poly(arylenehinylen)en und deren Testung für Polymersolarzellen

Sell, Stephan

Alternierende Poly(arylenethinylen)e (PAEs) besitzen aufgrund ihrer ausgedehnten π - Elektronensysteme eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die die elektronischen und optischen Eigenschaften von Metallen und Halbleitern in Kombination mit den vorteilhalften Verarbeitungsmöglichkeiten und mechanischen Eigenschaften von Polymeren vereinen. Effektive Synthesen zur Herstellung dieser halbleitenden Polymere wurden in den letzten zwei Jahrzehnten erarbeitet. Als besonders geeignete Reaktion zur Darstellung von PAEs und deren Modellstrukturen hat sich die Palladium - katalysierte Sonogashira - Kreuzkupplung erwiesen. Als mögliche Anwendung dieser Polymere kommen Sensoren, photovoltaische Zellen, lichtemittierende Dioden, Laser, Feldeffekt Transistoren und polymerintegrierte Schaltungen in Betracht. Gerade vom chemischen Standpunkt gesehen, werden hierfür Polymere benötigt, die eine intensive Absorption im UV/VIS (hohe Absorptionskoeffizienten) und passende HOMO / LUMO Energielagen (bzgl. der Elektroden) besitzen. Hinsichtlich ihrer Verarbeitung sollten die Polymere optisch transparente Filme aus Lösung bilden und darüber hinaus hohe h+/e- Ladungsträgerbeweglichkeiten sowie thermische Stabilität aufweisen. Ziel dieser Arbeit war es, alternierende Poly arylenethinylen)e zu synthetisieren und vollständig hinsichtlich der optischen und elektronischen Eigenschaften zu charakterisieren. Es sollten Zusammenhänge zwischen der Primärstruktur der Polymere und den optisch elektronischen Eigenschaften hinsichtlich der möglichen Anwendung der neuartigen stickstoff- und schwefelenthaltenen PAEs in der Photovoltaik studiert werden. Dabei sollte die Löslichkeit einerseits durch meta-Verknüpfung und andererseits durch para-Dialkoxyphenylen Strukturglieder erreicht werden. Im Sinne einer möglichen Anwendung in Polymersolarzellen sollten die Seitengruppen so kurz wie notwendig gewählt werden.

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Sell, Stephan: Synthese von neuartigen alternierenden Donor-Akzeptor-Poly(arylenehinylen)en und deren Testung für Polymersolarzellen. 2007.

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