基于有机半导体材料的薄膜器件包括有机薄膜晶体管(OTFTs)、有机发光二极管(OLEDs)、有机光伏器件(OPV)和有机电致变色器件(OEC)等引起了学术界和工业界的极大兴趣。有机半导体材料的性质直接取决于其分子结构。介绍了如何通过对分子的侧链设计获得一系列具有独特性能的有机半导体材料，以及它们在OTFTs、OEC及有机无机钙钛矿太阳能电池空穴传输层中的应用。作为有机薄膜场效应晶体管的活性层，这些有机半导体材料不仅显示高迁移率，其溶液和固体膜还展现出高荧光量子效率。

制备了MEH-PPV(poly［2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene］)和PCBM (1-(3-mehyloxycarbonyl)propy1-phenyl［6,6］C61)共混体系的聚合物太阳能电池。 通过改变MEH-PPV∶PCBM(质量比为1∶4)混合溶液的浓度及旋涂时的转速来改变活性层的厚度, 研究了器件性能随活性层厚度的变化。 当旋涂速率小于4 000 r·min-1时随着厚度的减小, 开路电压没有明显的变化, 基本在0.8 V左右, 但短路电流呈现单调上升的趋势, 填充因子略有下降。 当旋涂速率大于5 000 r·min-1时, 开路电压和短路电流都开始下降。 其中, 开路电压从5 000 r·min-1时的0.78 V下降到8 000 r·min-1时的0.67 V, 短路电流更是从5 000 r·min-1时的3.96 mA·cm-2下降到8 000 r·min-1 时的1.76 mA·cm-2。 短路电流受光吸收和载流子传输两方面的共同影响, 而活性层厚度的变化使得这两方面的影响产生相悖的效果。 活性层越厚, 光生激子数越多, 但同时内建电场变弱, 而且激子解离后得到的载流子传输到相应电极的距离越长, 载流子被电极收集的概率减小。 开路电压的降低则源于激子在MEH-PPV和PCBM与相应电极界面处解离比重的增加。

合成了一种深红色发光的聚苯乙烯喹啉(PPV-Q)材料, 研究了其光致发光, 电致发光及吸收光谱。 这种材料在紫外和蓝光区具有很强的吸收能力, 波长为463 nm的光对此材料具有最高的激发能力。 用此材料作为发光层制备了ITO/PPV-Q/Al结构的电致发光器件, 发光光谱的中心波长为670 nm, 发光光谱的半高全宽为90 nm左右。 在不同驱动电压下, 器件电致发光的色坐标(x=0.67, y=0.32)基本上没有变化, 是一种深红色的电致发光。 器件中的电流随驱动电压的增加而明显增强, 导致器件稳定性的降低。

合成了一种新型有机小分子发光材料10-羟基苯并喹啉(Bq),利用电化学循环伏安方法测量了此材料的能带宽度为1.98 eV左右,此材料的光致发光峰位于616 nm,这个数值与材料能带宽度相吻合。利用高斯03软件计算了此材料分子的最高分子占据轨道和最低空轨道上的电子分布情况。将此材料与聚乙烯咔唑(PVK)按3%的质量比配成混合溶液,制备出了ITO/PVK:Bq/BCP/Alq3/Al和ITO/PVK:Bq /Al结构的电致发光器件,测量了这两种器件电致发光谱,除了位于616 nm的Bq的发光峰,同时在500 nm处还存在一个发光峰。经分析认为500 nm的发光峰源自PVK和Bq分子间的电致激基复合物发光。多层结构的器件在不同电压下都呈现白色的发光,经计算发光的色坐标为(x=0.37,y=0.38)。