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聚噻吩及其衍生物作为一类重要的共轭聚合物,由于具有良好的环境热稳定性、分子链结构可控以及电荷在分子链间容易传输等优势而成为有机太阳能电池材料的主要用材之一。本文采用格氏试剂法,以2,5-二溴-3-己基噻吩和2,5-二溴吡啶为原料,以Ni(dppp)Cl2为催化剂,合成了3-己基噻吩-co-吡啶共聚物(P3HT-co-PY),由红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(1H-NMR)鉴定其结构。对聚合工艺条件的研究表明,聚合温度为50℃,反应时间为8h,催化剂用量为0.8%eq mol时聚合的产率最高,为34%,且共聚物具有较高的分子量以及较窄的分子量分布。与均聚3-己基噻吩相比,共聚物的溶解性及热稳定性能均显示出更优性能。通过改变共聚单体比例调控共聚物能级、亲和能等电化学性能的研究表明,共聚物长链中噻吩/吡啶的摩尔比为2:1时(记为P2),热稳定性最好,其最大热分解速率温度达567℃;对其紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及荧光发射光谱(PL)的研究表明,在400600nm波长范围吸收峰最宽,最大起始吸收边在657nm,发生红移;其电化学带隙最小为1.70eV,其光电性能最佳。选用碘(I2)、氯化铁(FeCl3)、碘/硫化锑(I2/Sb2S3)为掺杂剂,研究其对共聚物P2掺杂后电导率及电化学性能的影响。利用X衍射光电子能谱(XPS)研究掺杂对主要元素价态及能量状态的影响,循环伏安曲线(CV)以及电化学交流阻抗谱(EIS)研究共聚物膜的电化学行为。结果表明,I2/Sb2S3的掺杂效果最好,在掺杂温度60℃,掺杂时间6h条件下,P2与I2/Sb2S3质量比为1:5时,掺杂态共聚物分子链上电荷离域最充分,在380nm、502nm处出现最大吸收峰,且相比掺杂前发生了不同程度的红移;电化学分析显示,I2/Sb2S3掺杂的P2共聚物膜的抗还原能力最大,电荷移动电阻(Rα)最小,电化学带隙为1.43eV,其具有较好的电化学还原特性以及较好的电子传输性;通过四探针法测其电导率约0.2S/cm,相比本征态共聚物膜的电导率提高了3个数量级。