基于芴的单分散共轭齐聚物/聚合物的设计、合成与表征　　 共轭聚合物的光电性质与分子结构以及由之决定的聚集态结构相关，很多共轭聚合物的有效共轭长度＞10nm，甚至达到20nm，而光电器件性质达到饱和所需的分子链更长;此外，对凝聚态结构（例如结晶结构）和分子量关系的研究也需要分子量高且结构明确的共轭聚合物。相比于多分散共轭聚合物，单分散共轭齐聚物/聚合物具有分子结构明确、易于纯化和表征等优点，不仅是建立共轭体系分子结构与光电性能关系的最佳模型，而且可作为高纯度的材料应用于制备光电器件。但是，分子量＞10000Da的单分散共轭聚合物的合成极具挑战性。有鉴于此，本论文以重要的共轭聚合物—聚芴为研究对象，在发展单分散聚芴合成方法的基础上，研究了聚芴的性质与链长的关系以及端基对聚芴性质的影响。主要研究内容与成果如下:　　 1、发展了单分散聚芴的指数增长路线，通过优化反应条件，提高了反应选择性，解决了合成单分散聚芴时反应产率较低和产物难以提纯的问题，合成了系列单分散齐聚芴/聚芴，其中最长的六十四聚芴分子量高达25018Da。研究了聚芴的性质和链长的关系:熔点(Tm)、清亮点(TN-1)以及紫外-可见吸收光谱中的最大吸收波长(λmax)均随着聚芴重复单元数目n的增加不断升高，并且直到六十四聚体也未达到饱和。采用外推法估算出聚芴的有效共轭长度约为20个重复单元。在四氢呋喃溶液中测得的聚芴的α值为1.09，说明聚芴主链为半刚性链。　　 2、设计与合成了端基为氢、溴、硼酸酯、二甲苯胺和三甲苯胺乙烯撑的十六聚芴作为模型化合物，研究了端基对聚芴能级、光物理性质和载流子传输性能的影响。氢、溴和硼酸酯端基对能级和光谱影响不明显;芳胺类端基使十六聚芴的HOMO能级提高，吸收光谱和荧光光谱红移。氢和溴封端的十六聚芴溶液和薄膜的荧光量子效率都很高，硼酸酯和芳胺类端基的存在使十六聚芴薄膜态荧光量子效率降低30～50％。溴端基和芳胺端基是弱的空穴陷阱，而硼酸酯端基不仅可以俘获空穴，而且是强的电子陷阱，导致发光器件中载流子传输不平衡，电致发光效率远低于其它十六聚芴。此外，含Br端基和硼酸酯端基的十六聚芴电致发光光谱有明显的绿光发射峰。这些结果表明，端基对聚芴的发光性质有显著影响，特别是硼酸酯基团的存在能够导致聚芴发光性能的显著下降。　　 3、发现在不含取代基的齐聚噻吩一端引入9，9-二辛基芴或齐聚（9，9-二辛基芴）可以获得可溶性共轭齐聚物;在此基础上，在齐聚噻吩的另一端引入吸电子基团2-（1-氰基-1-甲酸辛酯基）乙烯基减小齐聚物的带隙，合成了可溶性窄带隙芴-噻吩共轭齐聚物FmTnCE。芴环和噻吩环的比例对齐聚物薄膜的起始吸收波长影响不大，但对体异质结太阳能电池器件的短路电流影响明显:比例越小，电流越大。其中以FT6CE为给体材料，PC61BM为受体材料，采用体积比为2/1的氯仿和氯苯混合溶剂制备的太阳能电池性能最好，能量转换效率达到2.15％。