Cyano-Functionalized Bithiophene Imide-Based n-Type Polymer Semiconductors: Synthesis, Structure–Property Correlations, and Thermoelectric Performance

化学 酰亚胺 轨道能级差 接受者 热电效应 噻吩 部分 聚合物 高分子化学 兴奋剂 电子受体 热电材料 光化学 组合化学 材料科学 有机化学 光电子学 分子 复合材料 热导率 物理 凝聚态物理 热力学
作者
Kui Feng,Han Guo,Junwei Wang,Yongqiang Shi,Ziang Wu,Mengyao Su,Xianhe Zhang,Jae Hoon Son,Han Young Woo,Xugang Guo
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (3): 1539-1552 被引量:147
标识
DOI:10.1021/jacs.0c11608
摘要

n-Type polymers with deep-positioned lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy levels are essential for enabling n-type organic thin-film transistors (OTFTs) with high stability and n-type organic thermoelectrics (OTEs) with high doping efficiency and promising thermoelectric performance. Bithiophene imide (BTI) and its derivatives have been demonstrated as promising acceptor units for constructing high-performance n-type polymers. However, the electron-rich thiophene moiety in BTI leads to elevated LUMOs for the resultant polymers and hence limits their n-type performance and intrinsic stability. Herein, we addressed this issue by introducing strong electron-withdrawing cyano functionality on BTI and its derivatives. We have successfully overcome the synthetic challenges and developed a series of novel acceptor building blocks, CNI, CNTI, and CNDTI, which show substantially higher electron deficiencies than does BTI. On the basis of these novel building blocks, acceptor–acceptor type homopolymers and copolymers were successfully synthesized and featured greatly suppressed LUMOs (−3.64 to −4.11 eV) versus that (−3.48 eV) of the control polymer PBTI. Their deep-positioned LUMOs resulted in improved stability in OTFTs and more efficient n-doping in OTEs for the corresponding polymers with a highest electrical conductivity of 23.3 S cm–1 and a power factor of ∼10 μW m–1 K–2. The conductivity and power factor are among the highest values reported for solution-processed molecularly n-doped polymers. The new CNI, CNTI, and CNDTI offer a remarkable platform for constructing n-type polymers, and this study demonstrates that cyano-functionalization of BTI is a very effective strategy for developing polymers with deep-lying LUMOs for high-performance n-type organic electronic devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大模型应助一条裸游的鱼采纳,获得10
刚刚
雨季发布了新的文献求助10
刚刚
飘逸晓曼完成签到 ,获得积分20
1秒前
MOON完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
gwen发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
ZJ-195发布了新的文献求助20
4秒前
xxx发布了新的文献求助10
4秒前
Orange应助学不完也学不会采纳,获得10
5秒前
陶醉觅夏发布了新的文献求助10
9秒前
冰饼子完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
xxx完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
麻麻发布了新的文献求助10
15秒前
和谐板栗完成签到 ,获得积分10
16秒前
mbf发布了新的文献求助10
17秒前
cdz发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
19秒前
天天快乐应助苹果酸奶采纳,获得10
19秒前
Ok驳回了iNk应助
21秒前
22秒前
王安琪发布了新的文献求助10
23秒前
不易发布了新的文献求助10
24秒前
明理的向松完成签到,获得积分10
24秒前
NexusExplorer应助麻麻采纳,获得10
25秒前
富贵发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
文静乐松发布了新的文献求助10
27秒前
Xu完成签到 ,获得积分10
28秒前
斯文尔白完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
Linden_bd完成签到 ,获得积分10
29秒前
瘦瘦完成签到,获得积分10
30秒前
苹果酸奶发布了新的文献求助10
31秒前
医科大学菜鸡完成签到,获得积分20
32秒前
西红柿炒番茄应助Yang采纳,获得10
32秒前
32秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3153361
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2804608
关于积分的说明 7860306
捐赠科研通 2462547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1310806
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629396
版权声明 601794