聚合物光电器件,例如太阳能电池,晶体管器件和光电探测器等,由于其诸多显著的优点——多功能原料,低成本,小重量和良好的柔性等,因而受到广泛关注。聚噻吩衍生物作为一类共轭聚合物,在光电器件中有着重要而广泛的应用。我们对聚噻吩及其衍生物自组装进行研究,力争摸索出更多的自组装规律,在实际应用方面制造更多的价值。我们选取NTZ12分子作为研究对象。在大气条件下,合成了 NTZ12在高定向裂解石墨表面的自组装结构,并利用扫描隧道显微镜表征其形貌。我们选取典型的聚噻吩分子P3HT作为研究对象。本论文主要探究了聚噻吩衍生物的分子自组装,运用了 STM、AFM和SEM等方法对制备的薄膜形貌进行表征。在混合溶剂法的基础上,对制备P3HT纳米线的工艺进行系统研究。P3HT在水浴和缓慢降温的条件以及在不良溶剂的作用下可以进行自组装,形成纳米线,并通过旋涂法制备高度取向性的P3HT薄膜。在我们的工作中,P3HT在良溶剂中进行水浴和缓慢降温后,溶液的吸收光谱出现红移,这表明水浴和缓慢降温可以使溶液中产生有序度较高的P3HT聚集体。此外,不良溶剂的作用会使P3HT聚集体快速析出,便于在基底上进行自组装。我们在工作中发现,溶液的溶解温度、浓度和旋涂速率对纳米线的产量有明显的影响。溶解温度越高,纳米线的产量越高,薄膜的有序度越好。溶液的浓度过低或者过高都会影响纳米线的尺寸,进而影响薄膜的有序度和平整度。此外,薄膜的旋涂速率会影响溶剂的挥发速率,进而对纳米线在基底上的沉积效果带来影响。针对我们对实验条件和P3HT材料与溶剂的特性,3000 rpm的旋涂速率、60s的旋涂时间是较佳的旋涂条件。通过系统的研究,我们发现当溶液在90℃下溶解、在溶液浓度为7 mg/ml并且在3000 rpm的速率下进行旋涂时,可以获得有序度最好的P3HT薄膜。我们提出了一种创新的混合溶剂方法,即在90℃下溶解过夜——直接缓慢降温——混入不良溶剂——旋涂流程。我们的研究工作压缩了水浴加热的步骤,缩短了混合溶剂法制备薄膜的反应时间。我们将通过混合溶剂法制备的高有序度P3HT层运用在有机晶体管器件上,并且进行电学性能的测试。测试结果表明,与直接旋涂P3HT层的器件相比,器件的性能明显提高。开关比提升了 1033%,载流子迁移率提升了 150%。这是因为通过混合溶剂法自组装的P3HT层中,P3HT的自组装结构中存在更好的π电子通道,电子传输能力大大提高。