随着人类社会的逐步发展和化石资源的逐步枯竭,寻找可替代能源越来越得到重视,其中太阳能作为一种清洁能源引起了科学界的广泛关注。而基于缺电子单元吡咯并吡咯二酮(DPP)的共轭聚合物在可溶性有机电子器件方面已被广泛研究和应用。由于它们具有良好的平面性以及共轭主链上强的π-π相互作用,使DPP类材料在有机场效应晶体管中展现出较高的迁移率,甚至超越了非晶硅。DPP单元的吸收范围非常宽,尤其在近红外光区吸收能力很强。因此基于DPP的聚合物太阳能电池可以提供较高的光电流,从而得到优良的光电转换效率。与其他高效聚合物半导体材料相比,DPP聚合物合成路线相对简单。以上这些优点显示DPP聚合物在大面积工业应用上有着巨大的潜能。本论文围绕新型吡咯并吡咯二酮类共轭聚合物的设计、合成及在有机场效应晶体管和有机太阳能电池中的应用展开研究工作,具体内容如下:1.设计合成了一个由三种受体:DPP、苯并噻二唑(BT)、萘酰亚胺(NDI)组成的共轭聚合物PDPP2T-BT-co-NDI,并研究其物理性质和电学性质。这个三嵌段共聚物具有1.2 eV的超窄带隙,低的LUMO能级(-4.28 eV)。将该聚合物制备纳米线并且应用到场效应晶体管器件中,在惰性气氛中进行测试得到较高的空穴迁移率1.61 cm2 V-1 s-1和电子迁移率0.98 cm2 V-1 s-1,在空气中进行测试,其空穴迁移率为1.64 cm2 V-1 s-1,电子迁移率为0.14 cm2 V-1 s-1。以上的结果说明将多个电子受体组合到一个共轭聚合物中可以有效地微调能级,实现空气稳定的双极性OFETs的性能。2.设计合成了两种非对称DPP聚合物,并将其应用到场效应晶体管和太阳能电池器件中。新型的聚合物具有较高的分子量(>100 kg mol-1),较窄的带隙,并在甲苯中有很好的溶解性。将聚合物应用到场效应晶体管中,以甲苯为溶剂和以二苯醚为添加剂制备的薄膜具有优异的结晶性能,实现了高的空穴迁移率12.5 cm2 V-1 s-1。相同溶剂条件下,聚合物在太阳能电池器件中的光电转化效率达到6.5%。以上结果证明,非对称的共轭聚合物结构是提高聚合物溶解性,同时保持高的有机光电性能的有效设计策略。