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聚合物太阳能电池和有机发光二极管是有机电子学的两个重要研究领域,一直是学术界和商业界坚持不懈的课题。在此背景下,本论文主要开展了两方面的工作,一是基于二噻吩并吡喃共轭聚合物的设计、合成及溶液加工制备太阳能电池,二是基于螺苯并芴蓝光荧光材料的设计、合成及真空蒸镀制备蓝光荧光发光二极管。本研究主要内容包括: ⑴基于二噻吩并吡喃供体单元和噻吩吡咯并吡咯二酮或呋喃吡咯并吡咯二酮受体单元,合成聚合物太阳能电池材料,并对其结构和性能进行研究。电化学测试表明该系列聚合物具有较窄的带隙(1.4~1.5 eV),满足理想聚合物电池材料对带隙的要求。二噻吩并吡喃-噻吩吡咯并吡咯二酮共聚物呈现线性空间结构,和富勒烯衍生物的共混膜具有较好的载流子平衡。传统聚合物太阳能电池光电转换效率达2.15%,反型聚合物太阳能电池效率为1.65%,无水无氧条件下,10天后效率仍然为1.60%。 ⑵基于螺[苯并蒽芴]和蒽、菲、芘合成蓝光荧光材料,研究其结构与性能之间的关系。在二氯甲烷溶液中的吸收光谱显示,该系列化合物的带隙大于3.0eV,完全符合蓝光荧光材料对带隙的要求。该系列材料均表现出蓝光发光,发光波长在380~500 nm,这为蓝光荧光材料的设计提供了参考。 ⑶以螺苯并芴单元为核,苯并咪唑为活性单元,合成了宽带隙蓝光荧光材料,对其结构和性能进行了系统地研究,并探讨了分子结构和性能之间的关系。密度泛函理论计算和差示扫描量热测试发现,苯并咪唑-螺[苯并蒽芴]-苯并咪唑呈现扭曲的V字型空间结构,在薄膜中呈现出无定型特征。基于苯并咪唑-螺[苯并蒽芴]-苯并咪唑器件,实现了最大发光效率为1.96 cd/A,色坐标为(0.15,0.10)的深蓝光发光,而苯并咪唑-螺[苯并芴芴]-苯并咪唑蓝光荧光器件的色坐标为(0.18,0.20),这表明通过对分子构型的调整,成功实现了对器件发光颜色的调节,为深蓝光荧光材料的设计提供了一个新的思路。