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随着人类社会的发展,能源问题成为人们关注和研究的重点。半导体材料不仅可以利用太阳光分解水制氢提供一种清洁能源,还可以利用有机光电技术以较低成本将太阳能转化为电能。因此,高效的半导体材料成为解决这两大难题的关键。传统半导体材料成本较高、光响应范围小、吸光强度低等缺点,极大地制约了它的发展。有机半导体材料由于结构多样、柔性好、光学吸收波长的可调节性等特点,很好的弥补了传统半导体材料的缺陷,成为学术界的研究热点课题。研究表明,构建富电子的给体单元(D)和缺电子的受体单元(A)交替的共轭骨架的给体-受体型共轭聚合物是开发高效的有机半导体材料的有效手段。目前,已有大量新型有机共轭聚合物光催化剂和聚合物太阳能电池(Polymer Solar Cells)应用于提高光催化裂解水制氢效率和光伏性能的报道,本论文以苯并二噻吩及其衍生物为主体,设计合成了一系列单体,通过Suzuki偶联反应和Stille偶联反应成功制备出基于苯并二噻吩的新型共轭聚合物,并研究了结构单元的共轭程度,多孔结构等因素,对聚合物性能的影响。本文重点研究了以下几个方面:(1)设计了三种基于4,8-二噻吩-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩作为donor单元,以苯并噻二唑及其衍生物作为acceptor单元的D-A型共轭微孔聚合物PDBD-BT、PDBD-FBT和PDBD-DFBT,并系统的研究了材料的形貌、光学性质、电学性质、光催化性能。三种聚合物的失重温度均超过280 ~oC,表现出了良好的热稳定性。聚合物主链骨架中氟原子单元的引入,使聚合物的紫外吸收波长发生明显的红移,光学带隙降低到2.09 eV,PDBD-DFBT的光催化性能提高到2.8μmol/h。(2)设计了两种基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)作为donor单元的D-A型线性共轭聚合物PBDT-P和PBDT-BP,并系统的研究了材料的形貌、光学性质、电学性质、光催化性能。三种聚合物热力学分解温度均超过400 ~oC,联苯基团的引入使聚合物的紫外吸收发生52 nm的红移,PBDT-P的催化性能达到6.4μmol/h,PBDT-BP的光催化性能提高到9.72μmol/h。(3)设计了两种基于4,8-(2-辛基噻吩-5-基)-苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩和苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)作为给体单元,以3,7-二(2-溴-3-(2-癸基十四烷基)噻吩)-萘[1,2-c:5,6-c]二[1,2,5]噻二唑(DTNT-DTBr)为受体单元的共轭聚合物PTBDT-DTNT和PBDT-DTNT,并对其光伏性能、热力学、光学和电化学性质进行表征。两种聚合物的热失重温度均超过340 ~oC,能带间隙均在1.3 eV左右,而PTBDT-DTNT的HOMO能级为-5.28 eV,与理想聚合物HOMO能级(-5.4 eV)相近,PTBDT-DTNT的倒置器件的光电转换效率达到8.25%。