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聚合物太阳能电池因重量轻、可折叠、制作工艺简单等优点而广泛受到人们的关注。近年来,开发新型的阴极界面修饰层材料成为研究的热点之一。富勒烯衍生物具有n-型半导体特性和较高的电子迁移率,能改善活性层与阴极界面接触,促进电荷传输,因此是理想的阴极修饰层材料。特别是n-型自掺杂高电导的富勒烯铵盐阴极界面修饰层具有优异的厚度不敏感性,并能有效提高器件的能量转换效率(PCE),因此有望用于大面积光伏器件的制造。本论文在之前研究工作的基础上,对富勒烯铵碘盐(PCBANI)的构效关系进行了系统性研究,探明了n-型交叉自掺杂的机理,并对不同对离子的富勒烯铵盐的性质与结构进行了初步探究。主要包括以下两方面的的内容：1.以PCBANI为模型化合物,综合运用各种实验方法,如X-射线光电子能谱(XPS)、电化学、核磁共振(NMR)、模拟计算等,对其富勒烯核、碘掺杂剂及侧链的电子和空间结构进行了研究,阐明了n-型交叉自掺杂的机理。在这种掺杂过程中,碘和富勒烯核之间形成了强的anion-π作用,同时伴随形成侧链的头尾间cation-π作用,有助于稳定n-型掺杂的富勒烯。而碘的价电子离域至富勒烯核周围使得PCBANI的电子迁移率增加,因此具有高电导率。结合模拟计算,我们提出了两种可能的分子间碘交换和转移的n-型交叉自掺杂途径,并通过实验加以验证。在此基础上,对PCBANI的导电模型进行了修正。2.在PCBANI的研究基础上,制备了Br-和C1-两种卤素对离子的富勒烯铵盐,即PCBANI的类似物富勒烯铵溴盐(PCBANBr)和富勒烯铵氯盐(PCBANCl)。使用ESR、XPS及NMR等实验方法,初步探究了不同对离子的富勒烯铵盐的构效关系,发现其具有与PCBANI相类似的n-型掺杂效应与空间结构。本论文工作为开发新型n-型自掺杂的富勒烯材料及富勒烯自组装研究具有指导意义,从而为进一步提高光电子和有机电子器件的性能奠定了基础。