【摘 要】
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随着有机半导体及光伏材料快速发展,众多高效率的有机光电材料被发现,人们对于有机光电效应的机理也逐渐清晰。有机光电材料由于其分子结构可扩展,能隙可调、材料品种丰富、制造成本低、重量轻和天然柔性等诸多优点,除了应用于有机太阳能电池（OPV）和有机场效应晶体管（OFET）,在具有特定光谱响应范围需求的有机光电探测器（OPDs）领域具有巨大的发展潜力。作为有机光电材料的重要组成单元,共轭聚合可以通过单体选
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随着有机半导体及光伏材料快速发展,众多高效率的有机光电材料被发现,人们对于有机光电效应的机理也逐渐清晰。有机光电材料由于其分子结构可扩展,能隙可调、材料品种丰富、制造成本低、重量轻和天然柔性等诸多优点,除了应用于有机太阳能电池（OPV）和有机场效应晶体管（OFET）,在具有特定光谱响应范围需求的有机光电探测器（OPDs）领域具有巨大的发展潜力。作为有机光电材料的重要组成单元,共轭聚合可以通过单体选择灵活地调节能带和能级,以获得所需的光电特性,其中窄带隙是一个重要的发展趋势。本文研究了侧链修饰的噻吩异靛蓝单元与经典给体单元共聚及均聚在能级调控方面的作用,并进行器件制备研究其对光电性能的影响。这一工作给窄带隙共轭聚合物的能级和光谱响应范围调控提供了一定思路,探索了噻吩异靛蓝类聚合物在有机光电器件应用的可能性,拓展了该类聚合物的数据库。本论文的主要研究内容如下:第一章:以文献调研为基础,简要总结窄带隙共轭聚合物的类型及应用。第二章:以3-溴噻吩为原料,通过还原胺化、烷基化等合成小分子噻吩异靛蓝（TIIG）,并以TIIG为受体单元,与经典给体单元苯并二噻吩（BDT）、环戊二烯并二噻吩（CDT）通过Stille偶联聚合,合成两种区域结构规整的给受体型共轭聚合物聚噻吩异靛蓝-苯并二噻吩（PTIIGBDT）和聚噻吩异靛蓝-环戊二烯并二噻吩（PTIIIGCDT）。研究给体单元的变化对聚合物能级能隙等光电性能的影响。随着给体单元由BDT替换为CDT,聚合物的吸收峰发生明显红移,光谱响应范围由1000 nm扩大至1300 nm,带隙变窄。第三章:对聚异靛蓝（PIIG）进行分子结构修饰,引入噻吩环逐步替换苯环,合成了三种均聚的窄带隙共轭聚合物,对比醌式结构占比对于聚合物光电性能的影响。随着聚合物中噻吩环增多,醌式结构占比增大,光学带隙逐渐变窄,聚合物的吸收边发生明显红移,甚至基本覆盖全部近红外光谱。在经典有机太阳能电池器件中,因其较低的光电转换效率,限制其更广阔的应用,但优秀的红外光谱响应特性使它在近红外光电器件应用领域具有巨大的潜力。
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