外电场对不同尺度链长共轭高分子P3HT构象、有序结构及载流子迁移特性影响的研究

摘要

π共轭高分子是一类重要的、具有光电功能的高分子,目前已在有机太阳能电池,发光二极管、场效应晶体管、有机激光等领域得到广泛应用.P3HT是一种3-己基噻吩的聚合物,它的显著特点是含硫的噻吩五元环具有极性.由于电场可诱导极性大分子形成正、负电荷分离的偶极子,并能够提供方向性的力而使偶极子在电场方向发生取向.本研究集中于对外电场对不同分子量(不同尺度链长)的P3HT链构象、有序结构及载流子迁移特性的影响展开研究。结果表明:不同分子量的P3HT对电场响应程度不同，随着分子量的逐渐增加(Mw=33k,55k,75k,100k)，P3HT对电场响应程度逐渐减弱，即在电场作用下，分子量小的P3HT (33K)比分子量大的P3HT (100K)更易于形成有序结构。其主要原因是:1.分子量大(Mw=100K)的P3HT分子链段较长，链间相互缠结，外电场很难克服能量势垒达到调控其构象有序性的目的;2.分子量大的P3HT在旋涂成膜初期，分子呈plane-on的结构立于基底表面，此构象不利于载流子的传输.本研究揭示了P3HT分子量与外电场以及迁移率之间的关系，有重要的理论及实际意义。