Electrodeposited composite of poly-3,4-ethylenedioxythiophene with fullerenol photoactive in the near-IR range
- Authors: Gribkova O.L.1, Sayarov I.R.1, Kabanova V.A.1, Nekrasov A.A.1, Tameev A.R.1
-
Affiliations:
- Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A.N. Frumkin RAS
- Issue: Vol 60, No 10 (2024): Спецвыпуск “Электрохимия-2023”, часть 1
- Pages: 712-721
- Section: Articles by participants of the All-Russian Conference “Electrochemistry-2023” (Moscow, October 23–26, 2023)
- URL: https://journal-vniispk.ru/0424-8570/article/view/281315
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0424857024100052
- EDN: https://elibrary.ru/OHJLRV
- ID: 281315
Cite item
Full Text
Abstract
The electrochemical polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene in the presence of a water-soluble Na+-containing fullerene with hydroxyl groups was studied. Spectral methods for monitoring the progress of electrosynthesis have shown that during the polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene, fullerenol is included in the film composition, regardless of the fullerenol concentrations used in the synthesis. The electronic structure, morphology, spectroelectrochemical, electrochemical properties and near-IR photoconductivity of composite films of poly-3,4-ethylenedioxythiophene with fullerenol were studied for the first time. A mechanism of photoconductivity has been proposed, related to the fact that during photoexcitation of the composite, electron transfer from the polaron (bipolaron) state of poly-3,4-ethylenedioxythiophene to the LUMO level of fullerenol increases the concentration of photogenerated charge carriers.
Full Text
ВВЕДЕНИЕ
Электрохимическое осаждение проводящих полимеров сочетает в себе синтез и нанесение на проводящую подложку полимерных пленок контролируемой морфологии и толщины за один этап. Толщину полимерных пленок можно легко регулировать, контролируя общее количество электричества, пошедшего на синтез, что является преимуществом при изготовлении различных устройств органической электроники и фотоники. Поли-3,4-этилендиокситиофен (ПЭДОТ) является одним из наиболее интересных проводящих полимеров, благодаря таким свойствам, как отличная термическая и электрохимическая стабильность, высокая электропроводность, хорошая прозрачность и электроактивность. Кроме того, пленки на основе ПЭДОТ обладают высокой стабильностью на воздухе, а также достаточно прозрачны, чтобы не оказывать существенного влияния на оптическое пропускание электрода с проводящим слоем ITO.
Создание композитов ПЭДОТ с фуллеренами может привести к получению продуктов с комбинированными свойствами, присущими обоим компонентам. ПЭДОТ может действовать как донор электронов, поглощающий свет в широком диапазоне спектра, тогда как фуллерен является хорошо известным акцептором электронов, который будет способствовать разделению фотогенерированных электрон-дырочных пар. Сочетание обоих соединений в одной тонкой пленке позволяет, как будет показано ниже, получать материал с уникальными свойствами. В литературе существует небольшое количество работ с описанием электрохимического синтеза композитных слоев ПЭДОТ с фуллеренами. Так, для получения функциональных слоев в органических солнечных элементах электросоосаждение тиофена и С60 [1] и производного тиофена и С60 [2] проводили в широком диапазоне циклирования потенциалов в органических растворителях на подслой ПЭДОТ. В качестве другого способа получения композитных слоев использовали синтез мономера 3,4-этилендиокситиофена (ЭДОТ), содержащего подвесные фрагменты C60, и дальнейшую его электрополимеризацию на электроде [3, 4]. В ряде работ С60 использовали в качестве допирующего аниона для компенсации положительного заряда окисленного полимера, поэтому он осаждался на пленку одновременно с электрополимеризованным ЭДОТ или его производными и равномерно распределялся внутри слоя [5, 6]. Во всех описанных случаях электрополимеризацию проводили в органических растворителях с фоновыми электролитами. Только в [7] пленки ПЭДОТ электрохимически осаждали на электроды с использованием водных растворов, содержащих ЭДОТ и фуллеренсульфированные каликсарены (C60-каликсарен).
Электропроводящий ПЭДОТ имеет электронные состояния поляронов и биполяронов, уровни которых находятся внутри запрещенной зоны и поглощают в ближней ИК-области. Введение фуллерена в ПЭДОТ может способствовать фотопроводимости в ближней ИК-области спектра. В настоящей работе впервые проведена электрополимеризация ЭДОТ в водных растворах, содержащих водорастворимый Na+-содержащий фуллерен с гидроксильными группами (Na4[C60(OH)x], где x ~ 30) (NaFl) [8], без фонового электролита. В таком фуллереноле наиболее вероятна локализация отрицательного заряда на атомах кислорода с частичной локализацией на углеродном каркасе [8, 9]. Другими словами, фуллеренол может выступать в качестве заряд-компенсирующего допирующего аниона при электроосаждении ПЭДОТ. Исследованы электронная структура, морфология, спектроэлектрохимические, электрохимические свойства и ИК-фотопроводимость композитных пленок ПЭДОТ с фуллеренолом.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Использовали NaFl, синтезированный по методике, описанной в [10]. На рис. 1 представлена структурная формула и спектр водного раствора NaFl.
Рис. 1. Структура (а) [8] и электронный спектр поглощения (б) 0.00034 М водного раствора NaFl в 0.1-см кювете.
Электрополимеризация ЭДОТ в присутствии NaFl
ЭДОТ (“Sigma-Aldrich”) перегоняли в атмосфере аргона, использовали свежеперегнанный продукт. Растворение мономера проводили в предварительно приготовленном водном растворе NaFl при интенсивном перемешивании и нагреве до ~60°C в течение 2 ч.
Для полимеризации ЭДОТ в присутствии NaFl использовали водные растворы, содержащие 0.01М ЭДОТ и 0.00017, 0.00034, 0.00067 и 0.0014 М NaFl. Полимеризацию проводили в трехэлектродной ячейке на основе 2-см спектрофотометрической кюветы со специальной крышкой для фиксации электродов и солевого мостика к отдельному объему с электродом сравнения. Ход процесса полимеризации, электрохимические и спектроэлектрохимические свойства полученных пленок исследовали на оптически прозрачных электродах стекло-FTO (оксид олова, допированный фтором) площадью 1.3 см2. В качестве противоэлектрода использовали платиновую фольгу, электрода сравнения – насыщенный хлоридсеребряный электрод (н.х.с.э.). Все потенциалы в настоящей работе представлены относительно данного электрода. Электроосаждение проводили в потенциодинамическом (ПД), в диапазоне потенциалов –0.6–1.0 В при скорости развертки 50 мВ/с, и гальваностатическом (ГС), при плотности тока 0.05 мА/см2, режимах. Полимеризацию ЭДОТ вели до достижения заряда 50 мКл/см2 (950–1000 с), которому соответствовала толщина пленок около 210–250 нм. Для сравнения ПЭДОТ был осажден из 0.1 М водного раствора NaClO4 в ГС-режиме при плотности тока 0.05 мА/см2.
Для исследования энергетических уровней НСМО и ВЗМО композитный слой ПЭДОТ осаждали на Pt-электроде площадью 0.5 см2 в ГС-режиме до достижения заряда 50 мКл/см2.
Для исследования фотоэлектрических свойств композитных пленок электрохимическую полимеризацию ЭДОТ проводили на оптически прозрачных электродах стекло-ITO (оксид индия-олова) площадью 2.25 см2 в присутствии NaFl и NaClO4 в ГС-режиме до достижения заряда 50 мКл/см2.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В процессе полимеризации ЭДОТ регистрировали электрохимические данные и одновременно in situ спектры оптического поглощения в УФ-видимой области (350–950 нм). Контроль и регистрацию электрохимических параметров синтеза и электрохимические исследования полученных пленок осуществляли с помощью потенциостата Autolab PGSTAT302N (Metrohm, Нидерланды). Спектры оптического поглощения в процессе синтеза ПЭДОТ со скважностью 2 с, а также спектроэлектрохимические исследования полученных пленок при фиксированных потенциалах в водном растворе 0.5 М NaClO4, проводили с помощью скоростного сканирующего однолучевого спектрофотометра Avantes 2048 (Avantes BV, Нидерланды).
Для определения уровней ВЗМО и НСМО композитных пленок циклические вольтамперограммы записывали в инертной атмосфере аргона в трехэлектродной ячейке с разделенными пространствами для рабочего (Pt) и вспомогательного (Pt) электродов, а также псевдоэлектрода сравнения Ag/AgNO3 (Ag-проволока в растворе электролита с добавлением AgNO3). В качестве электролита использовали 0.2 М раствор тетрафлюоробората тетрабутиламмония (Bu4NBF4) в обескислороженном ацетонитриле. Псевдоэлектрод сравнения калибровали относительно пары ферроцен/феррициний, уровень энергии которой в ацетонитрильном растворе, согласно [11], составляет –4.988 эВ. Уровни энергий ВЗМО и НСМО определяли путем построения касательных к фронтам тока окисления (ВЗМО) или восстановления (НСМО) до пересечения с осью потенциалов с последующим пересчетом значений электрохимических потенциалов на шкалу энергий с использованием ферроценового стандарта. Для этого эксперимента пленка ПЭДОТ-NaFl была получена в водной среде на Pt-электроде в ГС-режиме и высушена в вакууме.
Электронные спектры поглощения полученных пленок на воздухе в области 350–1350 нм снимали на спектрофотометре Shimadzu UV-3101PC (Shimadzu GmbH, Germany).
Морфологию поверхности композитных пленок, полученных в гальваностатическом режиме, проводили на атомно-силовом микроскопе (АСМ) Enviroscope с контроллером Nanoscope V (Bruker, США) в полуконтактном режиме.
Фотоэлектрические характеристики фотоактивного композитного слоя ПЭДОТ-NaFl были исследованы в образцах диодной структуры ITO/композит/С60/ВСР/Al, где С60 – 40-нм слой фуллерена в качестве транспортного слоя электронов, ВСР – 8-нм слой 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина, блокирующий дырки, Al – электрод (80 нм), нанесенные методом вакуумного испарения.
Для проведения электрических измерений использовали стандартный источник-измеритель Keithley 2400. Образцы освещали ксеноновой лампой (симулятор солнечного излучения Newport 66028) через светофильтр КС19, который пропускает излучение с длиной волны более 700 нм. Мощность светового потока, падающего на образцы, измеряли с помощью измерителя Ophir. Все электрические измерения выполняли в герметичном перчаточном боксе в сухой атмосфере аргона.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Электрополимеризация ЭДОТ в присутствии NaFl
На рис. 2 приведена циклическая вольтамперограмма (ЦВА), полученная при синтезе ПЭДОТ в ПД-режиме в диапазоне от –0.6 до 1.0 В. Видно, что форма кривой является характерной для пленок ПЭДОТ, полученных в водных растворах [12]. Потенциал начала окисления ЭДОТ в водном растворе NaFl равен 0.86 В. Необходимо отметить, что NaFl в использованной области потенциалов циклирования не проявляет электроактивности.
Рис. 2. Циклическая вольтамперограмма при осаждении пленки ПЭДОТ из водного раствора 0.01 М ЭДОТ и 0.00067 М NaFl. Представлены первый и каждый пятый последующие циклы.
Изменения потенциалов, полученные при полимеризации ЭДОТ в присутствии NaFl с различными соотношениями в ГС-режиме, представлены на рис. 3. Видно, что с увеличением содержания NaFl в растворе синтеза характер кривых меняется, а величина потенциала уменьшается, т.е. синтез проходит легче и NaFl в большей мере компенсирует положительные заряды на формирующихся цепях ПЭДОТ.
Рис. 3. Изменение потенциала в процессе ГС-электрополимеризации 0.01 М ЭДОТ в водных растворах NaFl с концентрациями, М: 0.00017 (1), 0.00034 (2), 0.00067 (3) и 0.0014 (4).
Параллельно с регистрацией электрохимических параметров процесса регистрировали электронные спектры поглощения в процессе синтеза, эволюция которых представлена на рис. 4. Следует отметить, что характер и динамика изменения спектров одинакова для всех использованных концентраций и является характерной для синтеза ПЭДОТ в водных растворах [13]. Наблюдается монотонный рост оптического поглощения, заметный наиболее интенсивно в области длин волн выше 600 нм и уходящий в ближнюю ИК-область, что говорит о формировании слоя ПЭДОТ в проводящей форме. Также заметен рост поглощения в области длин волн меньше 350–450 нм, который свидетельствует, что фуллеренол (рис. 1б) входит в состав слоя при полимеризации ЭДОТ. Сильная зашумленность в этой области связана с вычитанием интенсивного поглощения раствора NaFl (рис. 1б), использованного в качестве фона при записи спектров.
Рис. 4. Электронные спектры поглощения пленки ПЭДОТ, образующейся на рабочем электроде в процессе полимеризации ЭДОТ в ГС-режиме при плотности тока 0.05 мА/см2 в 0.00034 М водном растворе NaFl. Оптический путь в растворе – 1.6 см.
На рис. 5 представлена динамика изменения поглощения при 700 нм (а) и 400 (б) в процессе ГС-электрополимеризации 0.01М ЭДОТ на электродах FTO в присутствии NaFl. Видно, что поглощение на 700 нм, характерное для ПЭДОТ, быстрее растет в случае меньшего содержания NaFl в синтезе (рис. 5а, кривая 1). При этом поглощение NaFl на 400 нм растет одинаково независимо от содержания NaFl в растворе синтеза (рис. 5б). Это говорит о том, что в пределах использованных концентрации (от 0.00017 до 0.00134 М) достигается максимум вхождения NaFl в пленку ПЭДОТ. Если сравнить эти кривые с изменением поглощения ПЭДОТ при его нанесении из 0.1 М водного раствора NaClO4, то видно, что обычный синтез идет с выраженным индукционным периодом (рис. 5а, кривая 5) и поглощение на 400 нм значительно ниже (рис. 5б, кривая 5).
Рис. 5. Изменение поглощения на 700 нм (а) и 400 нм (б) в процессе ГС-осаждения гибридных пленок ПЭДОТ в присутствии NaFl при концентрациях, М: 0.00017 (1), 0.00034 (2), 0.00067 (3), 0.0014 (4), и в 0.1 М водном растворе NaClO4 (5).
Характеризация полученных композитных пленок.Электронная спектроскопия в УФ-видимой и ближней ИК-областях
На рис. 6 приведены электронные спектры поглощения в УФ-видимой и ближней ИК-областях композитных пленок ПЭДОТ с NaFl. Хорошо заметно более интенсивное поглощение в коротковолновой области по сравнению с пленкой ПЭДОТ, полученной в растворе NaClO4 (кривая 5), которое соответствует поглощению NaFl (рис. 1б). Поглощение в этой области практически одинаково для пленок всех композитов. В отличие от пленки ПЭДОТ, полученной в 0.1 М NaClO4 (кривая 5), спектр которой свидетельствует о том, что она находится в высокопроводящем биполяронном состоянии [14], для всех пленок композитов ПЭДОТ-NaFl (кривые 1–4) наблюдаются выраженный максимум поглощения около 750 нм, характерный для ПЭДОТ в поляронном состоянии [15], и более низкое поглощение в ближней ИК-области, что связано с меньшим содержанием биполяронной формы. Максимумы поглощения поляронной формы смещаются в коротковолновую область по мере уменьшения концентрации NaFl (кривые 4, 3, 2, 1 соответственно), что говорит об уменьшении длины цепей полимера [16].
Рис. 6. Электронные спектры поглощения на воздухе композитных пленок ПЭДОТ, электроосажденных в водных растворах NaFl при концентрациях, М: 0.00017 (1), 0.00034 (2), 0.00067 (3), 0.0014 (4), и в 0.1 М водном растворе NaClO4 (5).
Спектроэлектрохимические исследования
Перед спектроэлектрохимическими исследованиями композитные пленки предварительно циклировали (50 мВ/с) в 0.5 М растворе NaClO4 в диапазоне от –0.8 до 0.8 В, до получения стабильной кривой. Изменения спектров при фиксированных потенциалах имеют одинаковый характер для всех композитных пленок ПЭДОТ-NaFl. При низких потенциалах (–0.8 – –0.2 В) наблюдается полоса около 530 нм, обусловленная π-π*-переходами восстановленной формы ПЭДОТ (рис. 7). При увеличении потенциала с –0.8 В до –0.2 В (окисление) интенсивность данной полосы снижается, при этом одновременно формируется полоса поглощения около 750 нм (–0.1 – 0.4 В) (поляронная форма окисленного ПЭДОТ) и происходит увеличение поглощения в ближней ИК-области спектра (биполяронная форма) [17], ярко выраженное при потенциалах от 0.4 до 0.8 В. Наблюдаемые изменения электронных спектров при окислении композитной пленки ПЭДОТ являются характерными для пленок ПЭДОТ, исследуемых в водной среде [14, 18]. Однако, максимумы поглощения восстановленной и поляронной форм немного смещены в коротковолновую область по сравнению с обычными пленками ПЭДОТ (табл. 1). Причем это смещение увеличивается с уменьшением концентрации фурелленола в растворе синтеза. Это может быть связано с формированием более коротких цепей ПЭДОТ [16] из-за неполной компенсации положительных зарядов при формировании полимера.
Рис. 7. Спектры электронного поглощения при фиксированных потенциалах композитной пленки ПЭДОТ – NaFl, измеренные в 0.5 М NaClО4 водном растворе.
Проведя касательную к спаду полосы, соответствующей π-π*-переходу восстановленной формы ПЭДОТ, мы определили ширину оптической запрещенной зоны Eg(opt)= 1240/827 =1.50 эВ.
Таблица 1. Значения длин волн максимумов поглощения слоев ПЭДОТ при –0.8 В (восстановленная форма ПЭДОТ) и 0.4 В (поляронная форма ПЭДОТ)
Электролит | Восстановленная форма, нм | Поляронная форма, нм |
0.00017 М NaFl | 518 | 710 |
0.00034 М NaFl | 520 | 724 |
0.00067 М NaFl | 538 | 749 |
0.0014 М NaFl | 550 | 765 |
0.1 М NaClO4 | 578 | 800 |
Электрохимические исследования в неводной среде
На рис. 8 представлены ЦВА-кривые, снятые в разных диапазонах циклирования потенциала. В области потенциалов –1.5 – 0.2 В (рис. 8б) наблюдается фронт нарастания анодного тока окисления ПЭДОТ, по которому можно определить уровень ВЗМО ПЭДОТ, равный –4.50 эВ. Также виден фронт нарастания катодного тока, который наиболее вероятно характеризует НСМО фуллерена (ЕНСМО = –4.04 эВ) [19]. В области более отрицательных потенциалов (рис. 8а) тоже наблюдается фронт восстановления NaFl и фронт нарастания катодного тока восстановления ПЭДОТ (ЕНСМО = –2.97 эВ). Из представленных данных можно рассчитать ширину запрещенной зоны композита Eg(elch) = 4.50 – 2.97 = 1.53 эВ. Полученная величина коррелирует с шириной оптической запрещенной зоны Eg(opt) = 1.50 эВ, рассчитанной по данным спектроэлектрохимических исследований (рис. 7).
Рис. 8. Циклические вольтамперограммы композитной пленки ПЭДОТ – NaFl, измеренные в электролите 0.2 М Bu4NPF6 в ацетонитриле.
Морфология
Морфологию поверхности композитных пленок ПЭДОТ–NaFl исследовали методом АСМ (рис. 9а). Для сравнения приведено изображение поверхности пленки ПЭДОТ, полученной в 0.1 М NaClO4 (рис. 9б). Видно, что поверхность обычного ПЭДОТ состоит из частиц округлой формы диаметром 100–150 нм. Шероховатость такой пленки – 22.1 нм. Поверхность композита ПЭДОТ–NaFl состоит из мелких объектов, менее 50 нм, которые формируют глобулы различных размеров от 400 нм до 1 мкм. Также наблюдаются впадины круглой формы от 100 до 200 нм и углубления неправильной формы. Создается впечатление, что в углублениях находятся кластеры фуллеренола, по внешней поверхности которых сформировались цепи ПЭДОТ. Шероховатость полученных композитных пленок больше в 2 раза и составляет 40–50 нм.
Рис. 9. АСМ-изображения поверхностей пленок ПЭДОТ, полученных на FTO-электроде, в присутствии NaFl (а) и NaClO4 (б).
Исследование фотопроводимости в ИК-области спектра
Для композитных пленок ПЭДОТ, электроосажденных в 0.0014 М растворе NaFl, была исследована фотопроводимость в ИК-области спектра. Облучение ИК-светом в полосе от 700 до 1100 нм вызывает повышение тока в образцах со слоем композита ПЭДОТ–NaFl и не влияет на ток в образцах со слоем ПЭДОТ, синтезированным в растворе NaClO4 в отсутствие фуллеренола (табл. 2). В диодных образцах фототок выше темнового тока примерно в 1.8 раз при напряжении обратного смещения (–40 мВ) и интенсивности ИК-освещения 110 мВт/см2. ПЭДОТ имеет полосы поляронного и биполяронного поглощения (рис. 6), которые соответствуют диапазонам примерно от 760 до 1020 нм и от 1100 до 1850 нм соответственно, согласно расчетам [15]. Мы связываем фотопроводимость в композите ПЭДОТ–NaFl с тем, что после фотовозбуждения на уровень поляронного (биполяронного) состояния происходит перенос электрона на акцепторную молекулу NaFl, как показано на рис. 10. Перенос электрона на NaFl исключает релаксацию возбужденного электрона на основное состояние и повышает концентрацию подвижных свободных носителей заряда в слое композита. Введение NaFl в слой ПЭДОТ приводит к снижению темнового тока по сравнению с током в чистом ПЭДОТ (табл. 2) из-за уменьшения концентрации тепловых носителей заряда, поскольку NaFl способствует снижению биполяронных состояний в ПЭДОТ, как видно на спектрах поглощения (рис. 6). Заметим, что в работе [20] наблюдали повышение тока в пленках ПЭДОТ: ПСС под действием ИК-излучения и связывали эффект с повышением подвижности носителей заряда из-за нагревания образца. В исследованных нами образцах ПЭДОТ–NaClO4 влияния ИК-излучения на ток не наблюдалось.
Рис. 10. Диаграмма электронных уровней молекул ПЭДОТ и NaFl (рис. 8), участвующих в поглощении фотонов в ИК-области спектра. Синими стрелками показано возбуждение электрона с основного уровня на уровень полярона или биполярона с переносом на уровень НСМО акцептора электронов – фуллеренола. Уровни поляронов и биполяронов даны согласно расчетам [15].
Таблица 2. Ток и фототок в образцах композита ПЭДОТ–NaFl и ПЭДОТ–NaClO4 диодной структуры ITO/слой ПЭДОТ/С60/ВСР/Al под действием ИК-излучения (110 мВт/см2) при напряженности поля 1430 кВ/см
Состав слоя | Темновой ток, мкА/см2 | Фототок, мкА/см2 |
ПЭДОТ–NaFl | 1.01 | 1.78 |
ПЭДОТ–NaClO4 | 5.09 | — |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Впервые исследован процесс электрополимеризации ЭДОТ в водном растворе Na+-содержащего фуллерена с гидроксильными группами без фонового электролита. Электрохимическими и спектроэлектрохимическими методами показано, что фуллеренол входит в состав пленок ПЭДОТ. При этом он выступает как допирующий анион, компенсирующий положительные заряды на растущих цепях ПЭДОТ.
Спектральные и спектроэлектрохимические исследования показывают, что с увеличением концентрации фуллеренола на электроде формируются более длинные цепи ПЭДОТ. Шероховатость полученных композитных пленок больше в 2 раза, чем пленок ПЭДОТ, полученных в присутствии неорганического аниона.
Впервые показана фотопроводимость композита ПЭДОТ-фуллеренол в ближней ИК-области спектра. Предложенный механизм фотопроводимости связан с повышением концентрации носителей заряда за счет переноса фотовозбужденного электрона с ПЭДОТ на акцепторную молекулу фуллеренола.
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы выражают благодарность П.А. Трошину и О. Краевой (ФИЦ ПХФ и МХ РАН) за предоставление фуллеренола. Электронные спектры поглощения в УФ-видимой и ближней ИК-областях и АСМ-изображения поверхности пленок регистрировали на оборудовании ЦКП ФМИ ИФХЭ РАН.
ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 23-19-00884 (исследование фотофизических свойств), и Минобрнауки России (тема ИФХЭ РАН № 122011300052-1, электросинтез и исследование электрохимических и спектральных свойств).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.
About the authors
O. L. Gribkova
Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A.N. Frumkin RAS
Author for correspondence.
Email: oxgribkova@gmail.com
Russian Federation, Moscow
I. R. Sayarov
Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A.N. Frumkin RAS
Email: oxgribkova@gmail.com
Russian Federation, Moscow
V. A. Kabanova
Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A.N. Frumkin RAS
Email: oxgribkova@gmail.com
Russian Federation, Moscow
A. A. Nekrasov
Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A.N. Frumkin RAS
Email: oxgribkova@gmail.com
Russian Federation, Moscow
A. R. Tameev
Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after A.N. Frumkin RAS
Email: tameev@elchem.ac.ru
Russian Federation, Moscow
References
- Fan, B., Wang, P., Wang, L., and Shi, G., Polythiophene/Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cell Fabricated via Electrochemical Co-Deposition, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2006, vol. 90, p. 3547. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2006.06.042
- Nasybulin, E., Cox, M., Kymissis, I., and Levon, K., Electrochemical Codeposition of Poly(Thieno[3,2-b]Thiophene) and Fullerene: An Approach to a Bulk Heterojunction Organic Photovoltaic Device, Synth. Met., 2012, vol. 162, p. 10. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2011.10.024
- Reynoso, E., Durantini, A.M., Solis, C.A., Macor, L.P., Otero, L.A., Gervaldo, M.A., Durantini, E.N., and Heredia, D.A., Photoactive Antimicrobial Coating Based on a PEDOT-Fullerene C60 polymeric Dyad, RSC Adv., 2021, vol. 11, p. 23519. https://doi.org/10.1039/d1ra03417k
- Suárez, M.B., Aranda, C., Macor, L., Durantini, J., Heredia, D.A., Durantini, E.N., Otero, L., Guerrero A., and Gervaldo, M., Perovskite Solar Cells with Versatile Electropolymerized Fullerene as Electron Extraction Layer, Electrochim. Acta, 2018, vol. 292, p. 697. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.09.196
- Dominguez-Alfaro, A., Jénnifer Gómez, I., Alegret, N., Mecerreyes, D., and Prato, M., 2D and 3D Immobilization of Carbon Nanomaterials Into Pedot Via Electropolymerization of a Functional Bis-Edot Monomer, Polymers, 2021, vol. 13, p. 1. https://doi.org/10.3390/polym13030436
- Alegret, N., Dominguez-Alfaro, A., Salsamendi, M., Gomez, I.J., Calvo, J., Mecerreyes, D., and Prato, M., Effect of the Fullerene in the Properties of Thin PEDOT/C60 Films Obtained by Co-Electrodeposition, Inorganica Chim. Acta, 2017, vol. 468, p. 239. https://doi.org/10.1016/j.ica.2017.04.059
- Dumitriu, C., Mousavi, Z., Latonen, R.M., Bobacka, J., and Demetrescu, I., Electrochemical Synthesis and Characterization of Poly(3,4- Ethylenedioxythiophene) Doped with Sulfonated Calixarenes and Sulfonated Calixarene-Fullerene Complexes, Electrochim. Acta, 2013, vol. 107, p. 178. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.05.140
- Bobylev, A.G., Kornev, A.B., Bobyleva, L.G., Shpagina, M.D., Fadeeva, I.S., Fadeev, R.S., Deryabin, D.G., Balzarini, J., Troshin, P.A., and Podlubnaya, Z.A., Fullerenolates: Metallated Polyhydroxylated Fullerenes with Potent Anti-Amyloid Activity, Org. Biomol. Chem., 2011, vol. 9, p. 5714. https://doi.org/10.1039/c1ob05067b
- Husebo, L.O., Sitharaman, B., Furukawa, K., Kato, T., and Wilson, L.J., Fullerenols Revisited as Stable Radical Anions, J. Amer. Chem. Soc., 2004, vol. 126, p. 12055. https://doi.org/10.1021/ja047593o
- Troshin, P.A., Astakhova, A.S., and Lyubovskaya, R.N., Synthesis of Fullerenols from Halofullerenes, Fullerenes Nanotub. Carbon Nanostructures, 2005, vol. 13, p. 331. https://doi.org/10.1080/15363830500237192
- Namazian, M., Lin, C.Y., and Coote, M.L., Benchmark Calculations of Absolute Reduction Potential of Ferricinium/Ferrocene Couple in Nonaqueous Solutions, J. Chem. Theory Comput., 2010, vol. 6, p. 2721. https://doi.org/10.1021/ct1003252
- Krukiewicz, K., Kruk, A., and Turczyn, R., Evaluation of Drug Loading Capacity and Release Characteristics of PEDOT/Naproxen System: Effect of Doping Ions, Electrochim. Acta, 2018, vol. 289, p. 218. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.09.011
- Gribkova, O.L. and Nekrasov, A.A., Spectroelectrochemistry of Electroactive Polymer Composite Materials, Polymers, 2022, vol. 14, p. 3201. https://doi.org/10.3390/polym14153201
- Garreau, S., Duvail, J.L., and Louarn, G., Spectroelectrochemical Studies of Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) in Aqueous Medium, Synth. Met., 2001, vol. 125, p. 325. https://doi.org/10.1016/S0379–6779(01)00397–6
- Zozoulenko, I., Singh, A., Singh, S.K., Gueskine, V., Crispin, X., and Berggren, M., Polarons, Bipolarons, and Absorption Spectroscopy of PEDOT, ACS Appl. Polym. Mater., 2019, vol. 1, p. 83. https://doi.org/10.1021/acsapm.8b00061
- Janssen, R.A.J., Smilowitz, L., Sariciftci, N.S., and Moses, D., Triplet-State Photoexcitations of Oligothiophene Films and Solutions, J. Chem. Phys., 1994, vol. 101, p. 1787. https://doi.org/10.1063/1.467757
- Peintler-Kriván, E., Tóth, P.S., and Visy, C., Combination of in Situ UV–Vis-NIR Spectro-Electrochemical and a. c. Impedance Measurements: A New, Effective Technique for Studying the Redox Transformation of Conducting Electroactive Materials, Electrochem. commun., 2009, vol. 11, p. 1947. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2009.08.025
- Kabanova, V., Gribkova, O., and Nekrasov, A., Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) Electrosynthesis in the Presence of Mixtures of Flexible-Chain and Rigid-Chain Polyelectrolytes, Polymers, 2021, vol. 13, p. 3866. https://doi.org/10.3390/polym13223866
- Nekrasov, A.A., Nekrasova, N. V., Savel’ev, M.A., Khuzin, A.A., Barachevsky, V.A., Tulyabaev, A.R., and Tuktarov, A.R., Electrochemical Investigation of a Photochromic Spiropyran Containing a Pyrrolidinofullerene Moiety, Mendeleev Commun., 2023, vol. 33, p. 505. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2023.06.021
- Meskers, S.C.J., van Duren, J.K.J., and Janssen, R.A.J., Stimulation of Electrical Conductivity in a π-Conjugated Polymeric Conductor with Infrared Light, J. Appl. Phys., 2002, vol. 92, p. 7041. https://doi.org/10.1063/1.1519948
Supplementary files












