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富勒烯-咔咯衍生物的合成与光电性质的研究的中期报告
中期报告
一、研究背景和意义
富勒烯作为一种新兴的材料，因其独特的结构和优异的性能，成为了材料科学领域的热点研究对象。然而，它的空心球状结构给富勒烯光伏电池应用带来了许多挑战，如光易从内部漏出、电荷传输受阻等问题。因此，寻找一种方法可以改善其性能，特别是在光电领域应用中更具有实际应用价值。
咔咯衍生物是具有拓展共轭体系的富勒烯衍生物，其结构类似于富勒烯，但具有更大的π共轭体系和更高的电子亲和力。研究表明，咔咯衍生物可以有效地改善富勒烯材料的吸收和传输性能，增强其在光伏电池中的性能。因此，将合成一系列富勒烯-咔咯衍生物以增强其光电性质的研究具有重要的意义。
二、研究进展
1.合成咔咯衍生物
我们首先采用Su-Zhou方法合成了2-溴-3,4-二甲氧基咔咯（Br-DMM-KG），并对其进行了进一步的修饰得到了2,3-二（2-乙基己基）-6,7-二氟-4,5-二（2-溴-3,4-二甲氧基苯基）-咔咯（Br-DMM-KG-C4F2H2）。其中，Br-DMM-KG为咔咯衍生物的前体，Br-DMM-KG-C4F2H2经由共轭扩展得到。
2.合成富勒烯-咔咯衍生物
将Br-DMM-KG和[60]富勒烯进行简单的Suzuki偶联反应，得到了[60]富勒烯-2-(3',4'-二甲氧基苯基)咔咯（[60]PCBMOM-KG）。采用相同的方法，得到了另一种[70]富勒烯-2-(3',4'-二甲氧基苯基)咔咯（[70]PCBMOM-KG）。
3.表征与光电性质研究
利用FTIR、NMR、MS等方法对合成的咔咯衍生物和富勒烯-咔咯衍生物进行了表征。进一步对[60]PCBMOM-KG和[70]PCBMOM-KG进行了UV-Vis吸收光谱和氧化还原循环伏安实验，得到了其光电性能参数。结果表明，相比于常规的[60]PCBM和[70]PCBM，[60]PCBMOM-KG和[70]PCBMOM-KG显示出了更强的吸收特性和更高的电化学稳定性，说明它们有望用于光伏电池中的应用。
三、后续工作
为了进一步研究这些材料的光电性质，我们将进行更加详细的表征，包括瞬态吸收光谱、荧光光谱和光电流特性测试等。同时，也将对这些材料进行电池器件的制备与性能测试，以验证其在光伏电池中应用的可行性。