中文摘要：

薄膜的微观形态是桥接共轭高分子的分子结构和器件性能的关键，也是连接高分子化学和光电器件工程的纽带。由于共轭高分子交替排列的双键结构和半刚性链特征，较难熔溶，研究和调控其形态尤为困难。申请人在国外工作期间建立了利用透射电子显微学及电子衍射技术确定薄膜形态和有序度的方法；回国以后提出直接在溶液中营造有序前驱体和利用可控溶剂蒸汽处理等途径在温和条件下构筑共轭高分子薄膜形态的新方法，率先实现了聚噻吩薄膜中主链直于基底排列，引起世界同行的广泛关注。2004年以来在Nano Lett、Adv Mater、Small、Macromolecules 等杂志上共发表SCI收录论文30篇，其中回国独立开展工作3年以来发表的高质量论文11篇。受邀为Macromolecules撰写的综述被选为全季度封面，2007全年度点击率和到目前为止的引用率均排名首位。所发表论文近5年他引860次，单篇最高他引201次。

结论摘要：

共轭高分子在光电器件、生物传感等方面的广泛应用都是以薄膜形式实现的，薄膜的形态对其性能有着至关重要的影响。通过设计合成新型共轭高分子，优化加工工艺，研究薄膜形态结构及其形成机理，实现了共轭高分子薄膜形态与器件性能的关联。证实了我们率先发现的半导体/绝缘体高分子复合材料的导电率升高机理是材料两相界面带来的电荷传输能垒的降低，从而形成更有效的电荷流动，在此基础上获得了优值系数ZT提高了近一个数量级的热电材料；提出并实现多步联合可控溶剂气氛处理方法，通过与其机理的关联研究，率先将混合溶剂浸泡处理方法用于大面积聚合物太阳电池形态构建，实现器件性能的提升。项目执行期间在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater. Macromolecules 等国际著名杂志发表论文20篇，申请专利8项，主编Wiley国际专著1部。取得主要创新点如下 1、率先发现绝缘基质增强的半导体高分子导电率和迁移率增强现象，制备出电性能优异的半导体/绝缘体高分子复合材料。揭示了其机理是由于电荷在半导体/绝缘体界面处输运时克服的能垒小，有利于电荷流动，因此尽可能大的两相界面是获得增强导电率的关键，进而明确了绝缘非晶基体是实现这一增强的必要条件。这一工作为开发不仅具有优异电性能，且易加工、廉价和稳定的高分子光电材料开辟了新途径。在此基础上，我们利用添加了绝缘高分子后复合体系的电导率升高而热导率下降的优势，实现了复合材料热电优值系数近一个数量级的提升，开辟了复杂物体表面测温的新途径。鉴于我们开拓性和系统性工作，为快速涌入这一研究领域的全球科研人员提供一本综合性专业书籍，Wiley-VCH邀请我作为主编，负责组织17位世界著名科学家，编撰题为《Semiconducting Polymer Composites》的国际专著，该书已于2012年12月出版，面向全球发行。 2、拓展了我们率先提出的可控溶剂气氛处理方法，通过引入多步关联处理和温度场等控制条件，使这一方法可用于解决更多高分子体系，尤其是共轭高分子薄膜精确形态构建的难题，解决了传统热处理方法由于氧化等原因容易使材料丧失光电活性的问题。在此基础上，通过与该处理方法的关联机理研究，利用惰性溶剂模拟空气，向其中添加微量活性溶剂组分形成具有设计活度的混合溶剂，通过浸泡法构建大面积聚合物太阳电池光敏层形态，实现其性能的大幅提高。通过综合利用这些新方