《表1 3种共轭聚合物光电性能表征及分子量》

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《主、侧链修饰对异靛蓝基共轭聚合物结构及电学性能的影响》

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首先对3种聚合物的光电特性进行表征，结果如表1所示。使用紫外分光光度计对薄膜进行了紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱测试，结果如图2 (a）所示。PIID-BT显示出两个可区分的吸收带。第一个吸收峰大约在410nm，与π-π*跃迁有关，第二个从500nm到800nm的吸收峰是由分子内电荷转移引起的，这是供体-受体共轭聚合物的典型特征。PIID-BT聚合物在薄膜状态下的最大吸收峰为703nm。当两个十二烷基侧链引入到双噻吩单元上形成PIID-BTC12时，最大吸收峰蓝移到590nm，703nm吸收完全消失，这意味着附加的烷基侧链会带来较大的空间位阻，增加了给体噻吩的扭转角，降低了π电子离域程度，从而破坏主链的共轭，减弱链间相互作用。对于PBIBDF-BT，在异靛蓝的中心核心引入内酯基不仅使其吸电子能力更强，而且延长了其共轭长度。π-π堆积效应与D-A相互作用共存，使PBIBDF-BT的吸收光谱呈现明显的红移，最大吸收峰在840nm。聚合物的光学能带隙根据公式Egopt=1240/λ计算得到，分别为1.47，1.68，1.14eV。LUMO和HOMO能级通过循环伏安法测得，如图2 (b）所示。聚合物PIID-BT、PIID-BTC12和PBIBDF-BT的氧化起始电位（Eoxonset）分别为0.79，0.85，0.86eV。HOMO能级由以下公式EHOMO=-（Eoxonset+4.75）计算得出，分别为：-5.54，-5.60，-5.61eV。另一方面，还原起始电位（Eredonset）分别为-1.09，-1.26，-0.83eV。LUMO能级由公式ELUMO=-（Eredonset+4.75）计算得出，分别为：-3.66，-3.49，-3.92eV。聚合物薄膜的能带隙分别为1.88，2.11，1.69eV。由于PIID-BTC12的主链共轭结构较差减弱了分子间相互作用，导致带隙较宽，而PBIBDF-BT由于主链中BIBDF具有强吸电子能力和大的共轭长度，LUMO能级显著降低，使其带隙变为3种聚合物中最窄。