《有机光电材料》PPT课件

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1、高分子材料在能源信息领域的应用主讲人：牛小玲能源水力火力风力核能潮汐地热太阳能发电站有机太阳能电池植物光合作用多晶硅太阳能电池太阳能电池发展历史1839，Bequerel发现了光电效应1873，Selen发现了光伏效应1954，研发出半导体技术第一块硅晶片诞生固体吸收光线产生自由电荷电荷分离在太阳光照下，毫无损伤地产生电子能量能级分布固体中的能量状态图绝缘体金属半导体太阳能电池发电原理太阳能电池种类硅太阳能电池多元化合物太阳能电池聚合物多层修饰电极型太阳能电池纳米晶太阳能电池聚合物太阳能电池用于太阳能电池

2、的高分子纳米复合材料聚乙炔聚噻吩聚吡咯聚苯胺聚乙炔高分子的化学结构聚噻吩聚吡咯聚苯聚苯撑乙烯聚芴三联苯聚乙炔C60足球烯RichardN,ZareWalter,KohnHarold,KrotoNobelPrizefor1996???NobelPrizeinChemistry2000“Forthediscoveryanddevelopmentofconductivepolymers”G.MacDiarmidH.ShirakawaJ.Heeger材料导电能力的差异与原因电导率材料导电能力的差异与原因能带间隙(E

3、nergyBandGap)金属之Eg值几乎为0eV，半导体材料Eg值在1.0~3.5eV之间，绝缘体之Eg值则远大于3.5eV。导电高分子材料的研究进展1862年，英国Letheby在硫酸中电解苯胺而得到少量导电性物质1954年，米兰工学院G.Natta用Et3Al-Ti(OBu)4为催化剂制得聚乙炔1970年，科学家发现类金属的无机聚合物聚硫氰(SN)x具有超导性初期的实验发现与理论积累科学家将有机高分子与无机高分子导电聚合物的开发研究合在一起开始了探寻之旅。导电高分子材料的研究进展1974年日本筑波大学

4、H.Shirakawa在合成聚乙炔的实验中，偶然地投入过量1000倍的催化剂，合成出令人兴奋的有铜色的顺式聚乙炔薄膜与银白色光泽的反式聚乙炔。Ti(OC4H9)4Al(C2H5)3H－C≡C－H1000倍催化剂温度10－8～10－7S/m10－3～10－2S/m导电高分子材料的发现导电高分子材料的研究进展1975年，G.MacDiarmid、J.Heeger与H.Shirakawa合作进行研究，他们发现当聚乙炔曝露于碘蒸气中进行掺杂氧化反应(doping)后，其电导率令人吃惊地达到3000S/m。聚乙炔的掺

5、杂反应导电高分子材料的研究进展1980年，英国Durham大学的W.Feast得到更大密度的聚乙炔。1983年，加州理工学院的H.Grubbs以烷基钛配合物为催化剂将环辛四烯转换了聚乙炔，其导电率达到35000S/m，但是难以加工且不稳定。1987年，德国BASF科学家N.Theophiou对聚乙炔合成方法进行了改良，得到的聚乙炔电导率与铜在同一数量级，达到107S/m。后续研究进展金属防腐蚀防止低碳钢腐蚀，火箭发射塔内壁的保护界面，两者的界面产生一个电场，阻止电子从金属流向外部的氧化层聚苯胺还原电位0V/

6、SCE，金属铁氧化电位-0.7V/SCE，两者的作用在界面形成氧化层。导电高分子层使得铁直接与界面的水相互作用而氧化最终成为致密的氧化膜，起到保护作用船舶防污涂料海洋生物污损传统的防污涂料采用氧化亚铜，有机锡等，污染海洋环境含海洋生物天敌的生物防污涂料，含有有机硅低表面能防污涂料导电防污涂料导电聚苯胺在海水中会发生氧化还原反应海洋生物生长的最佳PH为7-8，导电涂层的酸性环境电学性能与应用透明电极印刷电路板微波焊接金属和石墨电极不透明，导电高分子可以制成透明电极但透明性与高导电性是矛盾的，樟脑磺酸掺杂在绝缘

7、的基底上镀金属铜，表面吸附贵金属，然后在铜离子的甲醛溶液中化学沉积出铜，再用电镀的方法可直接将导电的聚苯胺沉积在绝缘的尼龙或聚酯薄膜上聚苯胺类高分子在一定的电导率范围内具有很高的介电常数很强的吸收电磁波的能力，吸收电磁波后可将电磁能转变为热能在两块聚乙烯之间加入聚苯胺，微波处理后，界面处的聚乙烯熔融，最终粘结在一起，具有良好的力学性能新能源燃料电池-质子交换膜有机发光二极管OLED：有机发光显示器，有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光邓青云1979年的一天晚上，在柯达公司从事科

8、学研究工作的华裔科学家邓青云博士在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室。回到实验室，他发现黑暗中有个亮东西。打开灯，原来是一块做实验的有机蓄电池在发光有机发光二极管OLED光传导高分子材料光导纤维手机保护膜防刮：采用高品质高分子材料，表面的抗摩擦和划伤能力强，高透明度、真彩色色调以90%透光率，可以感受到舒适明亮的画面和真实自然的色彩感软屏幕的画面色调采用特殊微雾的表面处理技术，能有效减少高达98%的反射视觉和外