Поли(п-фениленвинилен): свойства, синтез и применение в оптоэлектронике.
Poly(p-phenylene vinylene)
Поли(п-фениленвинилен) (PPV): проводящий полимер для LED и солнечных элементов. Кристаллические пленки, флуоресценция, обработка в воде – ключевые свойства.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Поли(п-фениленвинилен) (PPV, или полифениленвинилен) — проводящий полимер семейства жесткоплавких полимеров. PPV является единственным полимером этого типа, который можно перерабатывать в высокоупорядоченную кристаллическую тонкую пленку. PPV и его производные становятся электропроводными при допировании. Хотя он нерастворим в воде, его предшественники могут быть обработаны в водном растворе. Небольшая ширина запрещенной зоны и яркая желтая флуоресценция делают PPV перспективным материалом для применения в светодиодах (LED) и фотоэлектрических приборах. Более того, PPV можно допировать для получения электропроводящих материалов. Его физические и электронные свойства можно изменять путем введения функциональных боковых групп.
Poly(p phenylene vinylene) (PPV, or polyphenylene vinylene) is a conducting polymer of the rigid rod polymer family. PPV is the only polymer of this type that can be processed into a highly ordered crystalline thin film. PPV and its derivatives are electrically conducting upon doping. Although insoluble in water, its precursors can be manipulated in aqueous solution. The small optical band gap and its bright yellow fluorescence makes PPV a candidate in applications such as light emitting diodes (LED) and photovoltaic devices. Moreover, PPV can be doped to form electrically conductive materials. Its physical and electronic properties can be altered by the inclusion of functional side groups.
Подготовка
PPV могут быть синтезированы различными методами, детали которых определяют чистоту и молекулярную массу. Наиболее распространенные методы протекают через промежуточные соединения пиксилилена после элиминирования, индуцированного основанием, из α,α'-дизамещенных параксиленов. PPV является диамагнитным материалом и обладает очень низкой собственной электрической проводимостью, порядка 10¹³ См/см. Предполагается, что полимеры обладают преимуществами перед молекулярными материалами в светодиодах, такими как простота обработки, пониженная склонность к кристаллизации и более высокая термическая и механическая стабильность. С момента первого прорыва в 1989 году было синтезировано большое количество производных PPV и использовано в светодиодных приложениях. Хотя лазерная генерация в твердом теле еще не была продемонстрирована в органическом светодиоде, поли[2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-п-фениленвинилен] (MEH PPV) оказался перспективным лазерным красителем благодаря высокой эффективности флуоресценции в растворе. Полифениленвинилен является электролюминесцентным, что указывает на возможность его применения в органических светодиодах на полимерной основе. PPV использовался в качестве излучающего слоя в первых полимерных светодиодах. Однако устройства на основе PPV страдают от слабого поглощения и фотодеградации.
PPVs can be synthesized by a variety of methods, the details of which determine purity and molecular weight. The most popular methods proceed via p xylylene intermediates after a base induced elimination from α,α' disubstituted para xylenes. PPV is a diamagnetic material and has a very low intrinsic electrical conductivity, on the order of 10 13 S/cm. Polymers are speculated to have advantages over molecular materials in LEDs, such as ease of processing, reduced tendency for crystallization, and greater thermal and mechanical stability. Ever since the first breakthrough in 1989, a large number of PPV derivatives have been synthesized and used for LED applications. Although solid state lasing has yet to be demonstrated in an organic LED, poly[2 methoxy 5 (2’ ethylhexyloxy) p phenylene vinylene] (MEH PPV) has been proven to be a promising laser dye due to its high fluorescence efficiency in solution. Polyphenylene vinylene is electroluminescent, suggesting applications in polymer based organic light emitting diodes. PPV was used as the emissive layer in the first polymer light emitting diodes. PPV based devices however suffer from poor absorption and photodegradation.