共轭聚合物溶液中的聚集及其与薄膜形态的关系

摘要

有机共轭聚合物薄膜在光电器件方面有着广泛的应用.薄膜中的聚集态结构对于器件的光电性能,如发光的谱形、效率、载流子迁移率等,都有重要的影响.本文以梯形聚苯为例,讨论了共轭聚合物溶液中的形态及其与相应的旋涂薄膜中聚集形态的关系.由于具有平面刚性骨架结构,梯形聚苯有较强的分子间相互作用,且stokes位移小,吸收发射光谱交盖大,有较强的再吸收现象.我们发现,当溶液浓度大于一定临界值时,梯形聚苯形成一种类似于胶束的聚集状态,溶液和相应的旋涂薄膜的荧光光谱形状和聚集形貌都随温度有较大的变化.室温下,旋涂薄膜中有很强的聚集,荧光0-0发射峰由于再吸收现象,变得很弱；经过70℃热处理的溶液,其薄膜形貌更平整均匀,分子的无序性也有效的减弱了再吸收现象,0-0峰相对强度与稀溶液中相似,荧光效率明显提高.实验结果表明,对成膜的母液进行热处理,有利于得到均匀高效的聚合物薄膜.