聚对苯乙炔PPV是一种空穴传输型(p-型)聚合物半导体材料,具有良好的电致发光、光致发光、光学非线性、光伏以及光电导特性。在材料制备上它易于加工成型,且制备工艺简单,价格低廉。在稳定性上,空气中可稳定存在。目前材料的使用不再拘泥于单组分,具有p-n型结构的多组分材料可以明显提高复合物的电导率和光电子转换特性,使其具有独特的性质和广泛应用,比如纳米光探测器、功能性光发射二极管、光导、传感器、催化等。已有许多报导将n-型无机纳米粒子包括CdSe, SiO2, PbS等与p-型聚合物复合改善了薄膜光电子器件的效能。但是,在一维纳米材料领域,具有p-n型结构的复合材料却鲜有报导。在过去的二十年里,一维纳米材料的合成及其功能化研究已经成为最受瞩目的研究领域之一。一维纳米材料由于具有维数低、高的表面积体积比而具有区别于普通固相材料的纳米尺度效应。独特的化学性质和物理性质包括电、光以及磁学性质使得他们在微纳米电子、光电子、等离子、医疗诊断、催化、药物释放、治疗、化学传感等领域有广泛应用。一维纳米结构包括纳米棒、纳米线、纳米带、纳米缆、纳米纤维等等,他们通常的存在形态包括无纺布、枝干状、折线状、螺旋状、直线状等等。从材料的选择上涉及到金属、合金、半导体、碳、聚合物、陶瓷及分子等。到目前为止,已经有很多文献报导了制备一维纳米材料的方法。静电纺丝法具有操作简单、低耗的优点而广为科学家关注。为了使纳米纤维的形态和性能更加满足多种领域的需要,研究者们对静电纺丝的装置进行了不断的优化,对电纺溶液的选择也采取了多组分共混的方法,得到了具有核壳结构、粘连、取向、螺旋及无机聚合物复合结构的纳米纤维。尽管PPV难溶难熔,但它的前驱物具备可溶的特性,能够采用电纺的方法得到纳米纤维。因此,本文中对与PPV复合的材料进行了筛选,选取与PPV的能级结构相互匹配的n-型有机、无机材料。利用电纺和旋涂方法制备了功能性复合纳米纤维和薄膜,并对纳米纤维和薄膜的荧光特性和光电转换特性进行了研究。研究内容如下:(1)以对氯苄和四氢噻吩为原料,制备了PPV前躯体溶液,并择优选取了乙醇作为前躯体的溶剂。通过调试静电纺丝的装置,采用共轴电纺的方法,我们制备了Alq3-PPV和PPV-Alq3核壳结构的纳米纤维。在复合物材料的准备方面,我们进一步为聚合物和有机无机材料找到合适的共溶剂,为复合纳米纤维的制备奠定了基础。(2)首次报导了将n-型材料包括富勒烯C60、C70、Alq3与p-型PPV前躯体复合,在合适的溶液参数和电纺参数条件下,采用静电纺丝法制备了复合纳米纤维。采用平行电极法收集到取向纳米纤维和单纤维并制作了PPV/C60和PPV/Alq3一维纳米纤维的器件,纳米纤维器件表现出高的光电响应。特别是PPV/C60复合纳米纤维器件在光照和避光条件下,光电流高出暗电流两个数量级。这种具有高光电性能的复合材料在光电子设备领域有着潜在的应用。(3)将n-型材料C60、C70、TiO2与p-型PPV前躯体溶液复合制备了复合物薄膜和相应的光伏薄膜器件。复合物薄膜光电响应明显高于纯聚合物PPV。成功监测了纳米纤维以及复合物薄膜的荧光寿命并对比讨论了富勒烯C60、C70与PPV的电纺纤维和薄膜的荧光性质,为下一步工作的开展提供实验和理论上的依据。(4)利用现代分析测试手段包括透射电子显微镜、扫描探针显微镜、扫描电子显微镜对纳米纤维和薄膜的表面形态进行分析。探究了复合物结构对纳米纤维和薄膜的光致发光、荧光效率、荧光寿命、光电转换特性的影响,并对复合物材料的发光机理、光诱导电荷转移机理等进行了深入的研究。此项研究不仅为聚合物/有机、无机复合纳米材料的设计合成以及一维光电材料组装成纤维器件提供了实践上的依据,而且推进了聚合物复合光电子材料的实用化进程。