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聚合物太阳能电池因质轻、价格低廉、柔性和可通过喷墨打印等方式大面积生产等诸多优点而受到人们的广泛关注。在本论文中,设计并合成了两类D-A型共轭聚合物,并探讨聚合物结构与光伏性能之间的关系,旨在得到具有良好光伏性能的新型材料。选用苯并二噻吩(BDT)衍生物和喹喔啉(TQ)合成带有两种不同侧链并且取代位置也不同的共轭聚合物PBDT86-TQ和PBDT88-TQ,以此探究侧链对聚合物光电性能的影响。侧链的引入增加了聚合物的空间位阻,即便两种聚合物有着相同的主链结构,它们的光学性能、电化学性能、场晶体管效应以及器件的光电性能都有显著的差别。PBDT86-TQ的最大吸收峰在740 nm,而PBDT88-TQ则蓝移至660 nm处。PBDT86-TQ的HOMO能级仅在-5.10 eV,而PBDT88-TQ的HOMO能级则降低至-5.54 eV。PBDT88-TQ的空穴迁移率是PBDT86-TQ的70倍。PBDT86-TQ的能量转化率仅有0.69-0.80%,而PBDT88-TQ的能量转化率则提高了5倍,达到3.70-4.54%,开路电压也随之提升至0.98 V,同时短路电流和填充因子均得到不同程度的提高。向聚合物中引入长链或者支链可增加溶解性,方便采用溶液法制备聚合物太阳能电池,同时对共轭聚合物的光电性能和活性层形貌也有显著的影响,进而改变光伏器件的性能。以大平面结构的苯并噻二唑(DTBT)为基础设计PBO-DTBT、PBT-DTBT和PBS-DTBT三个聚合物。两个给电子的噻吩环与缺电子的DTBT单元相结合,可以有效降低整体的吸电子性,保持较高的LUMO能级。由紫外吸收光谱可以得到三个聚合物带隙宽度在1.67-1.68 eV之间,此外,三种聚合物室温下变现出明显的聚集现象。通过电化学分析三种聚合物具有5.31-5.42 eV的较低的HOMO能级。这些聚合物均由Ⅵ主族元素取代,不同的电负性以及原子尺寸对聚合物性质、表面形态以及光电性能都有显著的影响。PBT-DTBT/PC60BM的能量转化率为2.85%,开路电压为0.73 V,短路电流为5.64 mA cm-2,填充因子为0.69。虽然PBO-DTBT和PBS-DTBT在器件制备过程中由于溶解性差难以成膜,但是通过修饰DTBT单元,引入杂原子和侧基来调节聚合物的能级和带隙,以此来研究聚合物的聚集行为和光伏性能,这对于设计并合成高性能的聚合物给体材料很有参考意义。