華工黃飛教授最新Nature：超高導(dǎo)電性n型導(dǎo)電聚合物

主要內(nèi)容

自摻雜聚乙炔的開(kāi)創(chuàng)性工作以來(lái)，具有高導(dǎo)電性和溶液可加工性的導(dǎo)電聚合物(CPs)取得了巨大的進(jìn)展，從而開(kāi)創(chuàng)了有機(jī)合成金屬的新領(lǐng)域。各種高性能的CPs已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，使多種有機(jī)電子器件的應(yīng)用成為可能。然而，大多數(shù)CPs表現(xiàn)出空穴主導(dǎo)(p-type)傳輸特性，而n型類似物的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后，很少表現(xiàn)出金屬態(tài)，通常受低摻雜效率和環(huán)境不穩(wěn)定性的限制。在這里，華南理工大學(xué)黃飛教授、曹鏞院士、馬於光院士和北京大學(xué)裴堅(jiān)教授、南方科技大學(xué)郭旭崗教授等合作提出了一個(gè)易于合成的高導(dǎo)電n型聚合物，聚苯二呋喃二酮(PBFDO)。該反應(yīng)結(jié)合了氧化聚合和原位還原n-摻雜，顯著提高了摻雜效率，并且可以達(dá)到每個(gè)重復(fù)單元近0.9個(gè)電荷的摻雜水平。合成的聚合物顯示出突破性的電導(dǎo)率超過(guò)2000 S cm^-1，具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和良好的溶液處理性能，無(wú)需額外的側(cè)鏈或表面活性劑。此外，對(duì)PBFDO的詳細(xì)研究揭示了相關(guān)電荷傳輸特性和金屬狀態(tài)的存在。進(jìn)一步證明了其在電化學(xué)晶體管和熱電發(fā)電機(jī)中的基準(zhǔn)性能，從而為n型CPs在有機(jī)電子領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。

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系統(tǒng)整合了DC，AC和瞬態(tài)測(cè)試模式，用于表征太陽(yáng)能電池/OLED器件載流子遷移率、載流子壽命和濃度、載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程、摻雜和陷阱分布等性能，對(duì)器件的瞬態(tài)性能進(jìn)行全面分析。（點(diǎn)擊訪問(wèn)）

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文獻(xiàn)信息

A solution-processed n-type conducting polymer with ultrahigh conductivity

Haoran Tang, Yuanying Liang, Chunchen Liu, Zhicheng Hu, Yifei Deng, Han Guo, Zidi Yu, Ao Song, Haiyang Zhao, Duokai Zhao, Yuanzhu Zhang, Xugang Guo, Jian Pei, Yuguang Ma, Yong Cao & Fei Huang