有机薄膜晶体管(organic thin-film transistor，OTFT)在柔性显示、射频识别标签、生物传感等领域具有广阔的应用前景[1~3]. 近年来，为了满足器件性能需求和工业化生产应用的需要，高迁移率共轭聚合物的结构设计与其合成方法的研究备受关注[4~9].目前，共轭聚合物主要采用传统的过渡金属催化交叉偶联缩聚方法合成，例如Migita-Stille缩聚[10]和Suzuki-Miyaura缩聚[11]等. 这些方法需要合成有机金属试剂作为聚合单体，例如有机锡试剂(Migita-Stille缩聚)、有机硼试剂(Suzuki-Miyaura缩聚)等. 然而，有机金属试剂的合成步骤较为繁琐，且稳定性较差、不易提纯. 同时，此类反应还会生成化学计量的有机金属副产物，原子经济性较差；其中Migita-Stille缩聚还会产生有毒副产物. 上述问题在一定程度上限制了共轭聚合物的宏量制备.直接芳基化缩聚(DArP)是一种新型的共轭聚合物合成方法[4, 12~15]. 该方法可由C－H与C－卤键在过渡金属催化条件下的直接偶联形成C－C键，避免了有机金属单体的使用. 因此，与传统的聚合方法相比，DArP具有原子经济、环境友好的优势. 然而，DArP面临着反应活性低与选择性差的问题：(1)相对于C－金属键，C－H键的断裂比较困难，即C－H键的反应活性通常较低；(2)大多数芳香化合物含有多个C－H键，导致DArP的选择性较差. 提高C－H单体的反应活性与选择性是采用DArP合成高迁移率共轭聚合物的关键.DArP的一个重要基元反应是协同金属化-脱质子(concerted metalation-deprotonation，CMD)过程[16,17]. 从CMD机理角度考虑，将电负性大的卤素原子引入到噻吩的β位可以降低CMD过程的势垒，提高噻吩衍生物α-H的反应活性；同时，β位置的取代占据了可能的支化位点，可以提高DArP的选择性. 此外，由于氟、氯原子与噻吩上的硫原子存在弱相互作用，噻吩β位的氟或氯代可以在聚合物主链中引入“构象锁”，提高聚合物骨架的平面性和改善分子的堆积，有利于载流子的高效传输[18]. 因此，β位卤代噻吩衍生物应具有较高的DArP活性与选择性，同时，以之为构筑单元的共轭聚合物有望具有好的载流子传输性能. 基于以上设想，耿延候课题组设计合成了一系列用于DArP的β卤代噻吩衍生物，如3,3',4,4'-四氟-2,2'-联噻吩(4FBT)[19]、(E)-1,2-二(3,4-二氟噻吩)乙烯(4FTVT)[20]、3,3',4,4'-四氯-2,2'-联噻吩(4ClBT)[21]、(E)-1,2-二(3,4-二氯噻吩)乙烯(4ClTVT)[21]等. 以这些结构为C－H单体，采用DArP可合成高分子量、无结构缺陷以及载流子传输性能优异的共轭聚合物[19~29].相比于单噻吩，稠并噻吩片段具有较大的π共轭平面，在聚合物中引入这类共聚单元可以实现更为紧密的π-π堆积，有利于载流子的传输[30]. 因此，稠并噻吩衍生物是高迁移率共轭聚合物的一类重要构筑单元. 同时，此前的研究结果表明，与氟代单体相比，氯代噻吩衍生物单体的合成步骤较短、成本较低，更有利于C－H单体的宏量合成[21]. 因此，本文以氯代稠并噻吩衍生物3,6-二氯噻吩并[3,2-b]噻吩(2ClTT)为C－H单体用于DArP，将其分别与溴代DPP、IID单体共聚，合成了共轭聚合物DPP-2ClTT和IID-2ClTT. 研究结果表明2ClTT的α-H具有较高的直接芳基化反应活性，采用DArP可合成分子量⁓30 kDa的共轭聚合物. 此外，利用氯原子的吸电子特性可以降低聚合物的前线轨道能级. 基于上述两个聚合物制备了顶栅底接触(TGBC)型OTFT器件，相比于IID-2ClTT，DPP-2ClTT具有更好的载流子传输性能，最高电子和空穴迁移率分别为1.36和0.89 cm2/V/s.1实验部分1.1实验原料所有反应均在惰性氛围下严格按照标准的Schlenk技术进行. 反应所需的甲苯溶剂在使用前经过金属钠/二苯甲酮蒸馏体系进行除水除氧处理，其他溶剂或试剂直接使用. 2,5-二(4-十四烷基十八烷基)-3,6-二(5-溴-2-噻吩基)-吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(DPPC14-Br)[31]、1,1'-二(4-十四烷基十八烷基)-6,6'-二溴异靛蓝(IIDC14-Br)[32]、3,6-二氯噻吩[3,2-b]噻吩(2ClTT)[33]按照文献方法合成，相关化合物的核磁图谱见电子支持信息图S1~S4.1.2测试仪器和方法聚合物的分子量及分子量分布使用高温凝胶渗透色谱(GPC)在150 ℃下以1,2,4-三氯苯(TCB)为流动相测得，标样为聚苯乙烯，测试仪器型号为PL-GPC220. 热重分析(TGA)使用的仪器型号为Perkin-Elmer TGA-7，测试条件为氮气氛围，升温速率为10 ℃/min，温度范围为25~800 ℃. 示差扫描量热(DSC)分析使用的仪器型号为Q25，测试条件为氮气氛围，升温速率为10 ℃/min，温度范围为-50~250 ℃. 吸收光谱测试仪器型号为Shimadzu UV3600型光谱仪，溶液测试样品的制备方法：将聚合物溶解于邻二氯苯中，配制成浓度为10-5 mol/L的稀溶液；薄膜测试样品的制备方法：将聚合物的邻二氯苯溶液(5 mg/L)旋涂(1000 r/min，120 s)在石英片上. 循环伏安曲线由CHI660电化学工作站测得，采用标准三电极体系，所用溶剂为无水乙腈，支持电解质为四丁基六氟膦酸胺(0.1 mol/L)，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，铂丝为对电极，直径10 mm的铂碳电极为工作电极，扫描速度为100 mV/s；电位用二茂铁标定. 薄膜的微结构和形貌分别在XtaLAB Fr-X射线衍射仪(采用铜激发α射线(λ = 0.154 nm))和Bruker MultiMode 8原子力显微镜敲击模式下测得，薄膜样品的制备方法与OTFT器件半导体层的制备方法相同(见下文).DFT理论计算使用Gaussian 09软件. 为了简化计算过程，将分子结构中的支化烷基链替换为甲基. 采用B3LYP/6-31G(d)优化聚合物的分子结构. CMD过程的动力学计算基于过渡态理论进行，采用BP86/sdd，6-31G(d,p)对底物和过渡态的结构进行优化，随后应用隐式溶剂模型SMD，采用M06L/sdd，6-311G(d,p)对优化过的结构进行单点能计算，得到底物和过渡态在甲苯溶剂中的电子能和吉布斯自由能.1.3聚合物的合成聚合物DPP-2ClTT：在手套箱中向干燥的耐压管依次加入DPPC14-Br (100.0 mg，73.75 μmol)、2ClTT (15.42 mg，73.75 μmol)、Herrmann's cat.(1.4 mg，1.48 μmol)、三(邻甲氧基苯基)磷(1.1 mg，3.0 μmol)、特戊酸(7.5 mg，73.75 μmol)、碳酸铯(72.09 mg，221.3 μmol)和甲苯(3.7 mL)，封闭反应管. 120 ℃反应48 h后冷却至室温，在甲醇中沉降，抽滤得到聚合物. 在惰性氛围下将聚合物使用索氏提取器依次用乙醇、丙酮和正己烷抽提. 真空干燥后得到黑色固体95.3 mg，产率92%. GPC: Mn = 30.8 kDa，Đ=1.87. 元素分析：理论值，C 71.95，H 9.56，N 2.00；测量值，C 71.11，H 9.14，N 1.93.聚合物IID-2ClTT：合成方法及后处理过程与聚合物DPP-2ClTT的制备相同，用单体IIDC14-Br代替DPPC14-Br. 最终得到黑色固体93.4 mg，产率90%. GPC: Mn = 28.8 kDa，Đ=2.19. 元素分析：理论值，C 72.32，H 9.53，N 1.96；测量值，C 72.95，H 9.66，N 1.97.1.4OTFT器件的制备与测试源漏电极未修饰的顶栅底接触型OTFT器件制备过程：以表面覆盖有300 nm SiO2的重掺杂n型硅片为基底，制备顶栅/底接触(TGBC)型晶体管器件. 硅片依次用去离子水、丙酮和异丙醇进行超声清洗10 min，每种溶剂清洗2次，然后用氮气吹干，在120 ℃烘箱内干燥10 min后真空条件下放凉备用. 将清洗后的基片使用真空蒸镀设备蒸镀30 nm左右的金作为源漏电极(导电沟道宽度(W)为5600 μm，长度(L)为50 μm，蒸镀速率保持在0.03~0.05 nm/s). 随后在手套箱内采用旋涂法制备半导体层，聚合物溶液的浓度为4 mg/L，溶剂为邻二氯苯，转速为1000 r/min，旋涂时间为1 min. 所得薄膜在手套箱中200 ℃退火10 min后，旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为介电层，PMMA的浓度为80 mg/L，溶剂为乙酸丁酯，转速为5000 r/min，旋涂时间为2 min. 然后100 ℃下退火40 min，所得介电层厚度约为600 nm. 最后，使用真空蒸镀设备蒸镀80 nm的铝作为栅电极. 器件采用B15000A仪器在空气中测试.经乙氧基化的聚乙烯亚胺(PEIE)或三氧化钼(MoO3)修饰源漏电极的OTFT器件制备过程如下：在旋涂半导体层之前，将基底紫外臭氧处理15 min，随后将PEIE溶液(0.04 wt%，2-甲氧基乙醇)或钼酸铵水溶液(2 mg/L)旋涂于基底上，转速为5000 r/min，修饰层在100 ℃下退火10 min. PEIE修饰的器件使用PMMA作为介电层，MoO3修饰的器件使用聚全氟(丁烯3-基乙烯基醚)(CYTOP)作为介电层. 其余器件制备流程与未修饰器件保持一致.2结果与讨论2.1CMD过程的理论计算为了探究在并噻吩单元的β位引入氯原子对α-C－H直接芳基化反应活性的影响，我们分别计算了噻吩并[3,2-b]噻吩(TT)和2ClTT的α-C－的直接芳基化反应活化能(ΔG298K)，活化能数值越低，反应活性越高. 作为对比，同时计算了4ClBT和4ClTVT的ΔG298K，相关结果列于图1(a)和表1中. 计算结果显示，2ClTT、4ClBT和4ClTVT的ΔG298K分别为66.5、57.7、63.1 kJ/mol，2ClTT的ΔG298K数值与4ClBT和4ClTVT相近，说明2ClTT与4ClBT、4ClTVT具有相近的直接芳基化反应活性. 与TT相比(86.1 kJ/mol)，2ClTT的ΔG298K明显要低，说明在并噻吩β位引入氯原子可以提高α-C－H的反应活性. 此外，基于不同的β位氯代噻吩衍生物，分析了CMD过程的扭曲/相互作用(图1(b))[16]. 相比于4ClBT和4ClTVT，2ClTT的C－H键扭曲能(ΔEdist,1)略低，Pd-配体扭曲能(ΔEdist,2)略高，但扭曲能总和相近；Pd-C电子相互作用能(ΔEint)以及总能垒(ΔE‡)略有升高，但是显著低于TT的ΔE‡.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F001Fig. 1(a) Chemical structures of TT, 2ClTT, 4ClBT and 4ClTVT; (b) Distortion/interaction analysis for the CMD transition states using 2ClTT as the C－H monomer.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.T001Table 1Distortion/interaction analysis for CMD transition states.C－H monomerΔG298K a (kJ/mol)ΔEdist,1 b (kJ/mol)ΔEdist,2 c (kJ/mol)ΔEdist d (kJ/mol)ΔEint e (kJ/mol)ΔE‡ f (kJ/mol)TT86.1122.575.2197.7-164.733.02ClTT66.594.574.8169.3-151.318.04ClBT57.796.671.9168.5-158.410.04ClTVT63.1104.571.9176.4-162.214.2a Gibbs free energy; b Distortion energy of C－H bond; c Distortion energy of Pd-ligand; d ΔEdist = ΔEdist,1 + ΔEdist,2; e Electronic interaction energy between Pd-C; f ΔE‡ = ΔEdist + ΔEint.2.2聚合物的合成与基本性质我们选择了与文献报道的4ClBT和4ClTVT相同的DArP催化条件合成聚合物(图2)，具体反应条件为Herrmann's cat./P(o-MeOPh)3/PivOH/Cs2CO3/甲苯(0.02 mol/L)/120 ℃/48 h[21, 26]. 以2ClTT为C－H单体，分别与DPPC14-Br和IIDC14-Br进行DArP，得到聚合物DPP-2ClTT和IID-2ClTT，聚合物的产率≥90%. 聚合物的数均分子量及分子量分布(Mn/Đ)分别为30.8 kDa/1.87和28.8 kDa/2.19 (表2)，GPC谱图见电子支持信息图S5和S6. 2个聚合物在氯仿、邻二氯苯和三氯苯中均具有良好的溶解性. 利用TGA和DSC对聚合物的热学性质进行了表征，结果如图3所示，相关数据列于表2中. 2个聚合物均表现出良好的热稳定性，热分解温度(定义为5%的质量损失温度)都在370 ℃以上. 从DSC曲线中可以看出，DPP-2ClTT和IID-2ClTT在0 ℃附近可观察到聚合物烷基侧链的熔融结晶峰.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F003Fig. 2Synthetic routes for DPP-2ClTT and IID-2ClTT. Conditions: (i) Herrmann's cat. (2 mol%‍), P(o-MeOPh)3 (4 mol%‍), PivOH, Cs2CO3 in toluene with the monomer concentration of 0.02 mol/L.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.T002Table 2Molecular weights and thermal, optical, and electrochemical properties of DPP-2ClTT and IID-2ClTT.PolymerMn (kDa)/ĐTd a (℃)λmaxsol (nm)λmaxfilm (nm)Eonsetre/ELUMO b (V)/(eV)Eonsetox/EHOMO b (V)/(eV)DPP-2ClTT30.8/1.87371739, 816739, 826-0.74/-3.660.95/-5.35IID-2ClTT28.8/2.19382490, 604495, 604-0.67/-3.731.48/-5.8810.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F002Fig. 3(a) TGA and (b) second-scan DSC curves of DPP-2ClTT and IID-2ClTT.聚合物DPP-2ClTT和IID-2ClTT的溶液和薄膜吸收光谱如图4所示，相关数据总结在表2中. 在溶液中，聚合物DPP-2ClTT和IID-2ClTT的最大吸收峰波长分别为816和604 nm. 相比于DPP-2ClTT，IID-2ClTT的最大吸收峰蓝移了约200 nm. 这可能是由于IID-2ClTT主链中的氯原子和IID苯环之间的氢原子存在位阻，导致聚合物链严重扭曲，而DPP-2ClTT分子骨架存在Cl…S弱相互作用，使得其主链平面性较好(见下文). 从溶液到薄膜，聚合物的吸收光谱没有明显的变化，表明它们在溶液中存在预聚集. 为了证明聚合物分子在溶液中存在预聚集，分别测试了2个聚合物的变温紫外吸收光谱图. 如图4(c)和4(d)所示，随着溶液温度的升高，吸收光谱最大吸收峰发生蓝移，且强度减弱，表明升温过程中发生了解聚集.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F004Fig. 4(a) UV-Vis-NIR absorption spectra; (b) Film cyclic voltammograms and (c, d) temperature-dependent solution UV-Vis-NIR absorption spectra of DPP-2ClTT and IID-2ClTT. (The online version is colorful.)a 5% weight loss temperature. b ELUMO and EHOMO were calculated according to ELUMO = -(4.40 + Eonsetre) eV and EHOMO = -(4.40 + Eonsetox) eV, in which Eonsetre and Eonsetox represent reduction and oxidation onset potentials of the polymers versus SCE, respectively.通过循环伏安法对聚合物的前线分子轨道能级进行了测定，结果如图4(b)所示，相关数据总结在表2中. 聚合物DPP-2ClTT和IID-2ClTT的最高占用分子轨道/最低未占分子轨道(HOMO/LUMO)能级分别为-5.35/-3.66 eV和-5.88/-3.73 eV. 由于IID单元的缺电子性强于DPP单元，IID-2ClTT的能级低于DPP-2ClTT. 相比于DPP和TT共聚物的HOMO和LUMO能级(分别为-5.25和-3.40 eV)[34]，DPP-2ClTT的HOMO和LUMO能级分别下降了0.10和0.26 eV，说明氯原子的引入可以降低聚合物的前线轨道能级.采用密度泛函理论(DFT)计算对聚合物三聚体分子的构象进行了优化，为了缩短计算时间，聚合物的侧链被甲基取代，得到的最优构象和相应的前线分子轨道分布如图5所示. 可以看出，在DPP-2ClTT中，Cl…S之间的距离为0.322 nm，小于Cl和S的原子半径之和(0.355 nm)，说明存在Cl…S弱相互作用. 因此，DPP-2ClTT的聚合物骨架平面性较好，单元间的二面角仅为0.9°.然而，由于氯原子和IID苯环之间的氢原子存在较大的位阻，IID-2ClTT的聚合物骨架较为扭曲，单元间的二面角超过38°. DPP-2ClTT好的平面性有利于聚合物形成有序堆积，获得好的载流子传输性能. 此外，根据前线轨道能级分布计算可知，聚合物DPP-2ClTT呈现出较好的π电子离域性，LUMO和HOMO轨道可分布在整个分子骨架上，有利于电子和空穴的传输. 与之相反，IID-2ClTT的LUMO轨道离域较好，而HOMO轨道则分布较为定域，这一特性有利于实现聚合物的电子传输. DPP-2ClTT和IID-2ClTT的计算所得LUMO/HOMO能级分别为-3.12/-4.85 eV和-3.21/-5.42 eV，与电化学测试结果的趋势相一致.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F005Fig. 5DFT-optimized molecular geometries, DFT-calculated energy levels and frontier molecular orbital (FMO) distribution diagrams of methyl substituted trimers of the polymers.2.3聚合物的载流子传输性质分别以DPP-2ClTT和IID-2ClTT为活性层制备了TGBC型OTFT器件来表征它们的载流子传输性能，相关数据列于电子支持信息表S1中，器件的转移和输出特性曲线如电子支持信息中图S7所示. 基于DPP-2ClTT的OTFT器件表现出V字型的转移曲线，说明该聚合物表现为双极传输特性. 这是由于DPP-2ClTT具有较低的LUMO能级和较高的HOMO能级. 低的LUMO能级可以降低活性层与源电极间的电子注入势垒，利于电子的注入；而高的HOMO能级可以降低空穴的注入势垒，有利于空穴的注入. 此外DPP-2ClTT同时离域的HOMO和LUMO轨道有助于分子间的HOMO-HOMO和LUMO-LUMO相互作用，实现双极传输特性[35]. DPP-2ClTT的最高电子和空穴迁移率分别为1.02和1.29 cm2/V/s. 与DPP-2ClTT相比，IID-2ClTT高的HOMO能级以及相对定域的HOMO轨道会不利于空穴的注入和传输，因此该聚合物表现出单极n型传输特性，最高电子迁移率为0.022 cm2/V/s. 然而，基于这2个聚合物制备的器件均表现出高的阈值电压(VT 35 V)，这可能会导致器件所提取的迁移率不准确[36].为了降低器件的阈值电压，在旋涂半导体层之前，对源漏电极进行了修饰，其中PEIE为电子修饰层、MoO3作为空穴修饰层[37~39]. 通过修饰可以降低电荷与电极之间的注入势垒，从而降低阈值电压. 由于聚合物DPP-2ClTT表现出双极传输特性，我们分别研究了该聚合物通过PEIE和MoO3修饰后的电子和空穴传输性能，而聚合物IID-2ClTT表现出电子传输特性，因此只研究了该聚合物在PEIE修饰条件下的电子传输性能. 源漏电极经修饰的器件转移和输出曲线如图6所示，相关性能参数列于表3中. 经过PEIE和MoO3修饰后的器件分别呈现出纯n和纯p型传输特性，转移特性曲线和输出曲线几乎没有回滞，阈值电压可降低至15 V左右，并且电流开关比有所提高. 此外，电流开平方值(IDS)1/2与VGS的关系曲线接近理想线型，说明根据饱和区计算得到的迁移率是可信的. 电极修饰后，聚合物DPP-2ClTT的最高电子和空穴迁移率分别为1.36和0.89 cm2/V/s，聚合物IID-2ClTT的最高电子迁移率为0.029 cm2/V/s. DPP-2ClTT的性能明显优于IID-2ClTT，这可能是由于DPP-2ClTT具有较好的骨架平面性、有序的分子堆积以及更为优异的薄膜形貌(见下文). 迁移率栅压依赖性曲线如电子支持信息中图S8所示，从图中可以看出器件的迁移率几乎没有栅压依赖性. 参照文献方法[40]，我们对提取迁移率的可信因子(r)进行了计算. DPP-2ClTT的电子和空穴迁移率的r值分别为0.83和0.81. IID-2ClTT的电子迁移率的r值为0.87.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F006Fig. 6(a, b, c) Typical transfer and (d, e, f) output curves of (a, d) PEIE or (b, e) MoO3 modified devices based on DPP-2ClTT and (c, f) PEIE modified devices based on IID-2ClTT.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.T003Table 3The performance of the PEIE and MoO3 modified TGBC OTFT of the polymers. aPolymerElectronHoleμe,max b (μe,avg c) (cm2/V/s)VT d (V)Ion/Ioff eμh,max b (μh,avg c) (cm2/V/s)VT d (V)Ion/Ioff eDPP-2ClTT1.36 (0.76)~151040.89 (0.66)~15105IID-2ClTT0.029 (0.025)~15104---a The devices were measured under ambient conditions. b Maximum electron or hole mobility calculated from the saturation regime. c Average electron or hole mobility calculated from at least 15 devices. d Threshold voltage. e Current on/off ratio.2.4聚合物薄膜的微结构与薄膜形貌采用薄膜X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对旋涂法制备的DPP-2ClTT和IID-2ClTT薄膜的微结构进行了表征(图7). 在面外方向上，聚合物IID-2ClTT具有二级衍射峰((100)和(200))，而聚合物DPP-2ClTT则具有四级衍射峰((100)至(400))，说明DPP-2ClTT薄膜具有更好的堆积有序性，这可能是该聚合物表现出较高迁移率的原因之一. 通过(100)衍射峰计算得到2个聚合物的层间(lamellar)堆积距离均为2.7 nm左右，这与它们具有相同的烷基侧链一致. 由(010)衍射峰计算所得，DPP-2ClTT和IID-2ClTT的π-π堆积距离约为0.36 nm. 在面内和面外方向上，两个聚合物均可观察到(100)衍射峰，说明它们的分子在薄膜中呈现edge-on和face-on共存的堆积方式.10.11777/j.issn1000-3304.2023.23165.F007Fig. 7(a) In-plane and out-of-plane grazing incidence X-ray diffraction profiles and (b, c) AFM height images (2 μm ×2 μm) of the polymer thin films.图7(b)和7(c)为聚合物旋涂薄膜的AFM高度图，2个聚合物均呈现纤维状的薄膜形貌，表面粗糙度分别为1.0和0.7 nm. 但是相比于IID-2ClTT薄膜，DPP-2ClTT薄膜的纤维状结构更为明显，这可以解释聚合物DPP-2ClTT较优的载流子传输性能.3结论研究了2ClTT的DArP活性，并以其为C－H单体分别与DPPC14-Br和IIDC14-Br采用DArP合成了共轭聚合物DPP-2ClTT和IID-2ClTT. 2ClTT的α-C－H活化能为15.9 kcal/mol，与文献报道的高活性C－H单体4ClBT和4ClTVT的数值相近，说明2ClTT具有较高的直接芳基化反应活性. 所得聚合物的分子量较高，约为30 kDa. 氯原子的引入能够有效降低聚合物的能级，且由于分子内Cl…S弱相互作用的存在，DPP-2ClTT具有良好的平面性，而聚合物IID-2ClTT的主链则较为扭曲. 相比于IID-2ClTT，DPP-2ClTT具有更好的载流子传输性能，电子和空穴迁移率分别为1.36和0.89 cm2/V/s. DPP-2ClTT好的载流子传输性能可归因于其好的骨架平面性、有序的分子堆积以及优异的薄膜形貌. 上述结果表明，2ClTT具有高DArP活性，可作为构筑单元采用“绿色”的合成方法合成高迁移率聚合物半导体材料. 此外，小分子C－H活化直接芳基化反应亦可用于非富勒烯受体的合成. 例如，Zhou等基于直接芳基化反应合成了系列高性能的非富勒烯受体材料[41, 42]. 因此，具有高C－H活性的2ClTT同样在光伏材料的“绿色”合成中具有一定的应用前景.