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水溶性聚噻吩衍生物作为一种功能性有机材料，不仅具有优异的光、电性能，而且具有良好的可加工性和生物相容性，使其在生物检测和有机光伏领域具有广泛的应用前景，成为近年来有机光、电材料研究的热点之一。本论文中，作者设计并合成了两种水溶性聚噻吩衍生物：聚[3-(1′-乙氧基-2′-N-甲基咪唑)噻吩]（PEOIMT）和聚[3-(1′-丙氧基-3′-N,N,N-三乙基胺)噻吩]（PPOTAT），并通过核磁共振氢谱和红外光谱对它们的结构进行了确认与表征。两种聚合物的结构式如下：通过紫外-可见吸收光谱仪、循环伏安仪和荧光光谱仪，测定并计算了PEOIMT和PPOTAT的基本光、电参数，并对它们的光、电性能进行了分析。研究了PEOIMT和PPOTAT在溶液中的响应性能，研究发现，溶液的温度、所选溶剂和溶液pH对PEOIMT和PPOTAT的聚集态和构象产生一定的影响，外观上表现为溶液颜色的变化。通过紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪来实现PEOIMT和PPOTAT对牛血清蛋白（BSA）的检测，研究了不同BSA浓度、溶液温度和pH值条件下的溶液紫外吸收和荧光光谱的变化情况。研究发现：在检测的条件下，PEOIMT和PPOTAT均能对牛血清蛋白进行有效的检测，BSA的检测浓度可达到0.201g/L。以ITO玻璃为基底，分别以PEOIMT和PPOTAT作为电子给体材料，PTCDA作为电子受体材料，采用溶液浸泡涂覆和真空沉积并用的方法制备光伏电池，并对器件的光伏性能进行了研究，发现ITO/PEOIMT/PTCDA/Al、ITO/PPOTAT/PTCDA/Al光伏器件的光电转换效率分别为0.23%和0.2%；重复2次浸泡涂覆和真空沉积获得不同厚度的活性层，得到光伏器件ITO/(PEOIMT/PTCDA)3/Al、ITO/(PPOTAT/PTCDA)3/Al，器件的光电转换效率分别为0.61%和0.54%。