1.合成了结构新颖的水溶性聚对苯乙炔撑化合物(PPE1),并合成了其卟啉封端的聚合物(PPE2),用1HNMR、GPC表征了其基本结构。通过对两种PPEs在氯仿和水溶液中不同光谱行为的研究,揭示了它们在有机溶剂和水中不同的存在状态,并对PPE2中其骨架与封端卟啉间的相互作用进行了探讨,发现PPE骨架与在主链两端的卟啉间存在能量传递作用,其中PPE骨架作为光吸收天线将吸收的能量传递给主链末端的卟啉单元。 2.SWNTs用硝酸回流纯化后,我们通过一种类似于“萃取”的超声-离心循环过程对其进行后处理,这一过程除去了大量金属、石墨和无定型碳,进一步纯化了SWNTs,从而得到高纯度SWNTs。利用这种纳米管制备了水溶性单壁碳纳米管(SWNTs)/PPE1纳米杂化物,使SWNTS在水中的溶解度达到1.8 mg/mL。在这个杂化物中,纳米管与PPE无论在基态还是激发态都通过π-π堆积产生强烈的相互作用。尤其在激发态下,存在由PPE到纳米管的能量/电子转移。通过PPE与纳米杂化物荧光寿命的检测,计算能量转移速率常数ken约为8.3×108 s-1。并基于这一发现,制备了SWNTs/PPE1杂化物光伏器件。初步的研究表明该器件具备将光能转化为电能的能力。在AM1.5条件下,其开路电压为0.105 V,短路电流为28.7μA/cm2,光电转化效率约为1.2×10-3％。 3.合成了侧链带有不同光敏基团的PPEs,其结构通过1HNMR和GPC进行了表征,并通过紫外和荧光光谱研究了PPEs在氯仿溶液和薄膜态的不同存在形式以及能带结构。以侧链连有葸基团的PPE为例,研究了纳米管与PPE在有机溶剂中其杂化材料的相互作用。 制备了SWNTs/PPEs纳米杂化物器件,对其光伏性能进行了深入探索。纳米管是强电子受体,而PPE则为电子给体。发现纳米管加入到PPEs中后在PPE与纳米管的界面形成了本体异质结,能够高效地分离激子产生电子和空穴载流子,并且由于纳米管是良好的一维导体,电子可以被有效传递到电极上,从而提高器件的性能。 发现不同的光敏基团对器件的性能有很强的影响。带有葸基团侧链的PPE与纳米管制备的器件表现了较好的光电转化能力,光电转化效率为0.031％,明显高于侧链不带光敏基团的PPE1和侧链带有萘基团的PPE4。蒽基团在太阳光谱范围内有吸收,并分别将电子和空穴传递给纳米管和PPE主链形成电流,具有明显的光敏化作用。 4.合成了一种主链带有卟啉的类似于PPE结构的新型聚合物,聚卟啉撑对苯二乙炔撑(P-I),通过13CNMR和MALDI-TOF质谱表征了其结构。制备了SWNTs/P-I纳米杂化物,通过紫外和荧光光谱发现纳米管与P-I之间存在强烈相互作用。