溶液聚集体在电子器件中共轭聚合物电荷输运过程中的作用越来越受到人们的关注，然而，溶液聚集体和固态薄膜之间的电荷载流子迁移率的相关性仍然让人难以捉摸。

近日，北京大学裴坚教授，马克斯·普朗克聚合物研究所Hai Wang报道了设计并合成了三种聚合物，FBDOPV-2T、FBDOPV2F2T和FBDOPV-4F2T，它们在溶液中具有明显的聚集行为。

文章要点

1）不同温度下的紫外-可见-近红外（UV-vis-NIR）吸收光谱和Porod指数测试表明，FBDOPV-4F2T具有比其他两种聚合物更强的聚集行为。小角中子散射（SANS）结果进一步表明：FBDOPV-2T和FBDOPV-2F2T在溶液中具有不同的聚集结构：FBDOPV-2T和FBDOPV-2F2T在溶液中形成一维蠕虫状聚集体，FBDOPV-4F2T为盘绕状链状聚集体，但相互连接的网络状聚集体。

2）结合非接触超快太赫兹（THz）光谱和场效应晶体管（OFETs）测试，研究人员跟踪了这些聚合物聚集体从溶液到薄膜状态的载流子迁移率。值得注意的是，这三种聚合物在溶液和薄膜状态下的迁移率几乎遵循相同的趋势（FBDOPV-2T>FBDOPV-2F2T>>FBDOPV-4F2T）。

3）研究人员通过注意溶液中聚合物聚集体的关键差异来解释上述观察结果：FBDOPV-2T和FBDOPV-2F2T具有一维聚集体，与FBDOPV-4F2T聚集体相比，一维聚集体可以更好的电荷载流子传输，电荷散射时间更长。

研究结果表明，共轭聚合物的电荷输运性质是由溶液聚集体预先决定的，并直接说明了研究共轭聚合物溶液聚集行为对于高效有机电子应用的重要性。

参考文献

Zi-Yuan Wang, et al, Correlating Charge Transport Properties of Conjugated Polymers in Solution Aggregates and Thin-Film Aggregates Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202107395

https://doi.org/10.1002/anie.202107395