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折叠体分子是模拟生物大分子的折叠结构人工合成的低聚体,其中共轭芳香螺旋折叠体由于其结构可预见性和稳定性在光电材料领域中有巨大的研发潜力。有机光电材料相比于无机材料而言具有结构易修饰、易制备成薄膜、成本低并且可以实现大面积制备等特点而被广泛用于太阳能电池、发光二极管等光电器件中。因此为了解决螺旋折叠体分子是否比无序缠绕的分子具有更加优异的电子传输问题,设计和合成折叠体分子具有重要的意义。本论文主要从有机太阳能电池和聚集诱导发光材料这两个方面进行应用和介绍。 在有机太阳能电池分子材料方面,我们设计和合成了一系列以正己基为侧链的具有不同聚合度的喹啉酰胺螺旋折叠体分子的二聚体(P2)、四聚体(P4)、六聚体(P6)和八聚体(P8),并在P2末端引入七联噻吩合成了折叠体分子衍生物P2a-D。对折叠体分子系列,我们进行了电化学、光谱及太阳能电池器件的表征。电化学性质表明折叠体分子的HOMO/LUMO能级和P3HT/PCBM较为匹配。光谱测试表明折叠体与P3HT/PCBM体系具有一定的光谱互补特性。基于折叠体掺杂的P3HT∶P2/P4/P6/P8∶PCBM活性层的三元太阳能电池的器件结果表明,活性层膜厚的增加不利于器件光电转换效率的提高,而掺杂浓度的增加对提升器件性能有利。此外,器件的性能随着折叠体聚合度的增加而有所提升,聚合度最大的P8折叠体掺杂后的三元太阳能电池器件结果最好,其光电转化效率为2.71%,比P3HT/PCBM体系的PCE=1.90%有所增加。同时,我们对引入七联噻吩的折叠体衍生物进行了光谱测试。结果表明,P2a-D与P3HT/PCBM体系的光谱吸收具有非常好的互补性,完美地填补了P3HT/PCBM体系的吸收光谱的空白。因此,此系列芳香折叠体分子体系应是一类具有潜力的太阳能电池活性材料。 在聚集诱导发光材料的研究方面,我们设计合成了以溴苯封端的两个具有不同长度和不同侧链的喹啉低聚酰胺折叠体分子,并对化合物用紫外光谱、荧光光谱、原子力显微镜(AFM)以及扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。结果显示侧链对聚集态的形貌几乎没有影响且不同的形貌对荧光强度的影响较大。并研究了该化合物在THF-H2O二元溶剂体系中和薄膜状态下的光致发光行为,结果表明此类化合物呈现聚集诱导发光(AIE)现象。即化合物在THF溶液中几乎不发光,但是光致发光强度在THF-H2O二元溶剂体系中是THF体系中数十倍。而薄膜状态下的荧光强度又是THF-H2O二元溶剂体系中最大荧光强度的数十倍。这种AIE现象是由折叠体分子稳定的螺旋结构抑制了分子内单键的自由旋转和分子间的最紧密堆积而导致的,同时AIE效应受溶剂的影响较大。因此,折叠体分子是一类新型的潜在的具有优异AIE性能的有机发光材料。