Verbessertes Molekulardoping für hohe Leitfähigkeit in Polymeren mit freigemachtem Volumen für Dotierstoffe

Wir stellen zwei neue Polythiophen-Isomere, PQTC16-TT und PQTSC16-TT, vor, die im Vergleich zu typischen Polythiophenen wie PQT(S)12 und PBTTT(S)12 eine größere Trennung und eine geringere Seitenketten-Dichte aufweisen. Die Einführung von Spacer-Subeinheiten zur Trennung der Seitenketten verbessert die Unterbringung von Dotierstoffmolekülen nahe am Polymergerüst. Daher wurde die lamellare Struktur und das π–π-Stapeln der Polymere durch Dotierstoffe vernachlässigbar gestört; tatsächlich wurden nach chemischem Doping verbesserte Ordnung und engeres π-Stapeln beobachtet. Darüber hinaus wird die Dopingeffizienz erheblich erhöht und die elektrische Leitfähigkeit auf bis zu 330 S cm–1 verbessert, die bei höheren Dotierkonzentrationen auf 200 S cm–1 gehalten wird, für die Kombination von PQTSC16-TT/NOBF4. Wir untersuchen, wie der Ladungstransfer durch die Geometrie des Dotierstoffs in Bezug auf die Polymer-Wiederholungseinheit beeinflusst wird. Es zeigt sich, dass die Schwefelatome in den Seitenketten als Bindungsstellen für Dotierstoffe fungieren, was zu einer höheren thermischen und umweltbedingten Stabilität von alkylthio-substituierten Polymeren beim Doping führt.