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聚噻吩及其衍生物是一类重要的π共轭高分子功能材料。这类聚合物以其优异的光电性能而日益受到研究人员的重视。其中，水溶性聚噻吩衍生物不仅以其良好的光电性能、加工性和稳定性在有机光电材料领域获得日渐广泛的应用，而且在其他很多领域，如分子自组装领域的基础性研究也受到了重视，是近年来研究的热点之一。
鉴于此，本论文以发展新型聚噻吩衍生物，扩大聚噻吩作为功能性有机材料的应用为目的，设计、合成了新型聚噻吩衍生物聚(3-己氧基磺酸钠)噻吩(PTH-n6-SO<,3>Na)，聚[(3-乙氧基磺酸钠)噻吩(PTH-n<,2>-SO<,3>Na)，聚[3-(6-乙酸酯基)-己氧基]噻吩(PTH-n<,2>-OCOCH<,3>)，聚[3-(2-乙酸酯基)．乙氧基]噻吩(PTH-n<,6>-OCOCH<,3>)等四种聚噻吩衍生物。另外，本论文还合成了一种齐聚噻吩衍生物2-醛基-三噻吩(3T-CHO)。用质谱、核磁共振氢谱、红外光谱、高效液相色谱对目标化合物进行了确认和表征。各聚噻吩衍生物和齐聚噻吩衍生物的结构式如下：
通过紫外一可见光谱和循环伏安法测定并计算了以上各聚噻吩和齐聚噻吩衍生物的：HOMO、LUMO轨道和能隙E，用荧光分光光度计测定了各物质的荧光激发和发射光谱，并计算了齐聚噻吩衍生物3T-CHO的荧光量子效率。研究结果表明：四种新型水溶性聚噻吩衍生物的能隙E值都很小，有望作为新型的绿色环保的有机光电材料使用。
用这五种物质作为电子给体材料，3，4，9，10-二萘嵌苯四甲酸二酐(PTCDA)为电子受体材料分别制作了五种光伏器件，并测试了光伏器件的性能。实验结果表明：用3T-CHO制作的光伏器件的光电转化效率最高，达到2.52％，故齐聚噻吩衍生物3T-CHO是一种很好的有机光电材料。用水溶性聚噻吩衍生物聚(3-己氧基磺酸钠)噻吩(PTH-n<,6>-SO<,3>Na)和聚[(3-乙氧基磺酸钠)噻吩(PTH-n<,2>-SO<,3>Na)制成的光伏器件光电转化效率分别为0.31％和0.21％。另外，研究中发现，当聚(3-己氧基磺酸钠)噻吩(PTH-n<,6>-SO<,3>Na)水溶液的PH值从酸性到碱性(2、7到13)依次变化时，溶液颜色呈现草绿色-深紫红色-咖啡色的可逆变化，相应的，其紫外光谱也发生显著变化。当聚[3-(6-乙酸酯基)己氧基]噻吩(PTH-n6-OCOCH<,3>)的水溶液PH值发生从酸性到碱性的变化时，溶液呈现灰绿色一酒红色一淡黄色的可逆颜色变化。这一结果表明，PTH-n<,6>-SO<,3>Na和PTH-n6-OCOCH<,3>是两种新型PH响应型有机光电高分子，具有广阔的应用前景。