水溶性共轭聚合物研究与应用进展.pdf

中国科学: 化学 2011 年 第41 卷 第3 期: 409 ~ 423 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 评 述 水溶性共轭聚合物研究与应用进展 * * 徐巍栋, 赖文勇 , 范曲立, 黄维 有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地; 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院, 南京 210046 *通讯作者, E-mail: iamwylai@; iamwhuang@ 收稿日期: 2010-10-07; 接受日期: 2010-11-02 doi: 10.1360/032010-716 摘要 近年来, 在水溶性共轭聚合物(CPs)方面的研究备受瞩目, 由于它包含了聚合物 关键词 共轭主链良好的光电性质的同时还兼具了良好的水溶性, 因此在光电功能信息器件中有 水溶性共轭聚合物 荧光猝灭 着特殊的应用, 并显著地推动了包括生物传感、电致发光器件、太阳电池和场效应晶体管 生物传感 等有机光电子材料及其器件的发展. 本文对近几年来水溶性 CPs 的合成及其应用进展做 有机电致发光 出简要的总结, 并展望了今后的发展方向. 有机太阳电池 1 引言 醇) 中的良好溶解性也同样发挥重要的作用. 如我们 所知, 为了获得良好的性能, 有机电致发光器件采用 在过去的十多年里, 基于共轭聚合物功能材料 多层器件结构, 通常使用金属阴极、电子传输层、电 的有机光电子器件发展非常迅速, 其中包括化学与 子发光层、空穴传输层和阳极等几个部分. 对于有机 生物传感器[1~3], 有机电致发光二极管(OLEDs)[4], 有 小分子, 很容易通过高真空气相沉积设备实现多层 机/ 聚合物薄膜光伏电池(PSCs)[5], 有机场效应晶体 器件结构的构造. 而对于基于CPs 的PLEDs, 却很难 管(OFETs)[6]等等. 而最近几年, 水溶性共轭聚合物 通过溶液加工过程来制备多层器件结构, 因为通常 (CPs)在这些领域中的应用吸引了人们越来越多的广 使用的发光材料和传输材料在有机溶剂中的溶解度 泛关注. 总的来说, 水溶性 CPs 由两个部分组成: π- 相近, 这会导致在多层器件的制备过程中不同功能 共轭体系的主链以及确保水溶性的官能团. 这就使 薄膜层之间的侵蚀和破坏. 最近的研究表明使用不 得它们在拥有共轭聚合物各种光电性质的同时, 还 同极性的溶剂可以成功避免不同聚合物层之间的界 兼具了水溶性. 相对于一般的共轭聚合物而言, 良好 面混合[8]. 大多数的CPs 活性材料在强极性溶剂中不 的水溶性使得它们在光电信息器件的构筑中有着特 溶解, 而水溶性 CPs 则可溶解于强极性溶剂, 因此, 殊的应用. 使用水溶性CPs 可以很好地实现多层器件结构. 这对 生物传感是水溶性 CPs 的一个重