染料衍生的结构规整且可溶的梯形共轭聚合物

基于共轭聚合物、齐聚物的有机半导体材料由于具有优越的易加工性，可以通过溶液涂层、印刷方式制作大面积柔性薄膜器件，而受到学术界、产业界的高度关注。然而，相对于无机半导体而言，大多数有机材料的载流子迁移率低且易老化，其中又以电子传输性的N型有机半导体材料性能更差且种类稀缺，成为最急迫需要解决的关键问题。本项目中，为了提高电子迁移率和稳定性，我们整合具有良好电子传输能力的苝四酰亚胺和三苯二噁嗪类大平面性染料的共轭结构为一体，运用高效的光照闭环和缩合闭环方法延展共轭体系，构筑两大类结构完全规整的梯形共轭聚合物及其齐聚物，并通过柔性长侧链提高其溶解性。本项目将应用此新型材料于制作有机场效应晶体管和体相异质结太阳能电池，通过器件性能研究评估材料的应用价值。本项目为开发N型电子传输有机半导体提供了新途径，必将在有机电子学、功能材料领域产生重要影响，并显示良好的应用前景。

苝酰亚胺类电子受体在有机太阳能电池领域具有中大应用价值。但其共轭体系较小，而且易于聚集影响器件薄膜的形貌。如能适当增大共轭体系，且提高溶解性，将有利于器件效率的提高。本项目探索了可溶性的苝酰亚胺类梯形共轭大分子的研发工作，提出了两个设计星型树枝状共轭大分子的设计策略：（1）苝酰亚胺港湾位光照闭环；（2）芳香二胺与酸酐，醌类的可控缩合。基于此两策略，合成十几种具有超大共轭骨架的目标化合物。表征了它们的光谱、电化学等特性。并且我们完善了太阳能电池器件的制作方法和测试评价技术。完成了对主要的新型材料的半导体器件研究，发现了一些具有良好的半导体载流子迁移率和太阳能电池光电转换效率的材料。完成此项目，在Chem Comm, Chem Eur J, J Org Chem, ACS Appl Mater Interface等杂志发表SCI论文二十余篇，申请获得一份中国发明专利授权。