具有D-A平面共轭结构的新型DTF、TTF聚合物的合成及其光电性质的研究

利用二硫富瓦烯 (DTF)、四硫富瓦烯 (TTF)单元特有的自组装性能，制得DTF、TTF并二噻吩和DTF、TTF并二噻唑，将其与acceptor单元结合，得到具有D-A交替结构共轭聚合物，此类聚合物可很容易实现长程有序的π-π堆积，进而表现出好的载流子迁移能力。因此，可以将其用于有机场效应晶体管中。同时，利用此类D-A结构聚合物具有宽的吸收光谱，也可以将其用于有机太阳能电池中。另一方面，在DTF、TTF单元接上酰亚胺单元制得具有D-A结构的DTF单体，其通过与donor单体共聚，合成具有acceptor侧链和donor主链结构的共轭聚合物。研究此类具有acceptor侧链和donor主链结构聚合物与D-A交替聚合物的结构差异对它们的光伏性质和载流子迁移能力的影响，为设计具有好的光电性能聚合物材料提供新的思路和研究基础，以期有机光电器件的性能取得一定突破。

本项目合成了三类具有不同donor-acceptor（D-A）共轭结构的二硫富瓦烯（DTF）共轭聚合物。一个是带有DTF单元的并二噻吩与苯并噻二唑共聚，得到具有D-A交替共轭结构的聚合物。另外一个是将带有DTF单元的并二吡啶与苯并噻二唑共聚，得到的聚合物具有吸电子主链和供电子侧链。最后一个是在并二噻吩DTF单元上接有一个二酰亚胺单元，然后此单体通过自聚，得到具有供电子主链和吸电子侧链的共轭聚合物。第一种聚合物具有很宽的吸收，带隙只有1.18 eV。理论计算显示该聚合物具有很好的共平面结构。此聚合物用于有机场效应晶体管中，其空穴迁移率为0.14 cm2 V-1 s-1。而后两种聚合物却表现出相对较窄的吸收，理论计算显示此两种D-A共轭聚合物的单体之间存在着相对较大扭曲。