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第 4 期 陈少云，等: 一种异靛蓝衍生半导体的合成、表征和 OTFT 应用 ·607·

的输出曲线和转移特性曲线分别见图 6a、b，OTFT 移率相对类似聚合物 P6-IBDF-T（最大电子迁移率
–3
器件电荷传输性能结果见表 2。 约 8.2×10 ）提升了 1~2 个数量级。

3 结论

（1）将烷基侧链（4-癸基十六烷基）引入异靛
蓝衍生大稠环中得到 D-A 共聚物 PIBDFV-26。
（2）4-癸基十六烷基侧链使基于 IBDF 的聚合
物的溶解性和结晶性能优于已报道的聚合物，聚合
物主链是沿边沿取向而形成的层状晶体结构，
HOMO/LUMO 能级为–5.96 eV/–4.62 eV，层间距为
–7
–6
2.55×10 mm，π–π 堆积距离为 3.46×10 mm。基于
PIBDFV-26 聚合物的 OTFT 器件性能表现出 n 型沟
道的电荷传输特性。150 ℃退火处理的聚合物薄
2
膜的平均（最大）电子迁移率为 0.13 cm /(V∙s)〔0.14
2
cm /(V∙s)〕，优于已报道的聚合物 P6-IBDF-T 〔最
–3
2
大电子迁移率为 8.2×10 cm /（V∙s）〕。
（3）PIBDFV-26 聚合物可作为 OTFTs 中高性能
聚合物半导体。有望成为低能隙聚合物太阳能电池的
重要结构单元，从而获得转化率较高的光伏器件。

参考文献：

图 6 150 ℃退火处理 PIBDFV-26 的（a）输出曲线和（b） [1] Fukuda K, Someya T. Recent progress in the development of printed
2
转移特性曲线〔电子迁移率  e = 0.14 cm /（V∙s）〕 thin-film transistors and circuits with high-resolution printing
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退火温度/℃  e/〔cm /(V∙s)〕，平均值(最大值) V T/V I on/I off polymer solar cells by rational design and energy level tuning of low
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2
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200 ℃退火处理使聚合物结晶性提高。这可能是由 diimide-biselenophene copolymer for all-polymer bulk heterojunction
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于聚合物与介电界面的接触面积随温度升高变小 [9] Stalder R, Mei J, Reynolds J R. Isoindigo-based donor-acceptor
[23]
。这种聚合物的 OTFT 单极电子传输是由于其非 conjugated polymers[J]. Macromolecules, 2010, 43(20): 8348-8352.
常低的 LUMO（–4.62 eV）和 HOMO（–5.96 eV）能级 [10] Lei T, Cao Y, Fan Y, et al. High-performance air-stable organic
field-effect transistors: Isoindigo-based conjugated polymers[J].
所致，相对于源/漏金电极触点的功函数（4.5~4.9 Journal of the American Chemical Society, 2011, 133(16):
eV） [24-25] ，低 LUMO 能级有利于电子从金电极注入 6099-6101.
[7]
聚合物，并使电子传输稳定 ，而低 HOMO 能级为 [11] Lei T, Dou J H, Ma Z J, et al. Ambipolar polymer field-effect
transistors based on fluorinated isoindigo: high performance and
空穴注入形成了较大的屏障。PIBDFV-26 的电子迁 improved ambient stability[J]. Journal of the American Chemical