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芘是一种电子富集、共轭较强的多环芳烃，在溶液和固体状态下具有良好的π堆积，将其作为骨架用于开发高性能的半导体材料是很有前景的。 (1)设计合成了两类芘衍生物:一类为氰基或二氰基亚乙烯基取代的芘衍生物，另一类为联二噻吩取代的芘衍生物。第一类材料包含三个部分:芘作为核心，与芘相连的噻吩以及与噻吩相连的氰基或二氰基亚乙烯基。第二类材料也包括了三个部分:芘作为核心，与芘相连的联二噻吩及与联二噻吩末端相连的烷基链。对已合成的材料分别用了核磁共振波谱仪(NMR)、紫外吸收光谱仪、荧光光谱仪、元素分析、基质辅助激光解吸电离飞行时问质谱(MALDI-TOF-MS)、循环伏安法(CV)、热重分析仪(TGA)及差式扫描量热仪(DSC)进行表征。 (2)对于第一类材料1、2、3和4，密度泛函数理论(DFT)计算以及紫外吸收光谱表明二氰基亚乙烯基相比于氰基具有更强的吸电子能力、更能促进分子的平面性，且二氰基亚乙烯基相比于氰基而言更能够明显地降低材料的LUMO能级，这对于电子的注入是十分有利的。对于第二类材料5，利用TGA和DSC表征了材料的热力学性质，其分解温度在为451℃，表明该化合物具有较好的热稳定性。 (3)将已合成的化合物2用于修饰钙钛矿太阳能电池中钙钛矿层，其器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/Perovskite/修饰材料/PCBM/C60/BCP/Al，通过材料中的氰基与钙钛矿层中无机I-相互作用，分散其表面电荷同时减少碘离子的迁移，分子中的苯环及烷基链与电池中的有机结构具有很好的相容性，使得器件效率由7.63％提高到9.83％。 (4)将化合物5作为半导体应用于有机场效应晶体管中，通过蒸镀的方法制备了基于芘衍生物的场效应晶体管器件，结果显示在空气中其迁移率最高达到了2.0×10-3cm2V-1 s-1，开关比为105。