聚合物半导体的掺杂通常受到聚合物和掺杂剂之间的相容性问题的限制。尽管人们通过化学修饰来提高聚合物半导体的相容性，但n型掺杂的聚合物半导体的电导率通常在10 S cm−1以下。
近日，北京大学雷霆研究员报道了一种新策略，通过调节共轭聚合物的溶液态聚集体来克服相容性问题。
文章要点
1）研究人员采用LUMO能级为-4.0 eV的n型供体-受体（DA）聚合物P(PzDPP-CT2)和常用的n型掺杂剂N-DMBI。研究发现，共轭聚合物的溶液态（solution-state）聚集体不仅随溶剂和温度的变化而变化，而且随溶液老化时间的变化而变化。对溶液态聚合物聚集体的调控可以直接影响其固态微结构和与掺杂剂的相容性。
2）结果表明，n型掺杂的P(PzDPP-CT2)具有高达32.1 S cm−1的高一个数量级的电导率，在溶液处理的n掺杂聚合物半导体中位居前列。此外，使用相同的策略，N2200的电导率也增加了一倍，这表明该策略可能适用于其他不同类型的共轭聚合物。
研究工作突出了揭示聚合物聚集体的动力学以及对固态微结构和掺杂效率的影响的重要性。
参考文献
Miao Xiong, et al, Efficient n-Doping of Polymeric Semiconductors through Controlling the Dynamics of Solution-State Polymer Aggregates, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202015216
https://doi.org/10.1002/anie.202015216
