專利名稱：半導(dǎo)體聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于半導(dǎo)體共軛聚合物的半導(dǎo)體聚合物。本發(fā)明還涉及其在電光裝置 和電子裝置中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
利用光伏效應(yīng)收集太陽能需要將光轉(zhuǎn)換為電的活性半導(dǎo)體材料。目前，基于硅的 太陽能電池因其高轉(zhuǎn)換效率而為主導(dǎo)技術(shù)。近來，基于有機材料的太陽能電池顯示了引人 注目的特征，特別是在材料和加工方面的低成本潛力。從基于光伏效應(yīng)的逆效應(yīng)的有機發(fā) 光二極管的最近的成功可以判斷，有機太陽能電池非常有前途。由半導(dǎo)體聚合物和富勒烯 化合物(fullerides)的相分離混合物制得的本體異質(zhì)結(jié)(Bulk hetero-junction,BHJ)是 常見的用于聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)。與基于硅的太陽能電池相比，即使經(jīng)過復(fù)雜裝置優(yōu) 化，當前的所述太陽能電池也表現(xiàn)出約4% 5%的低能量轉(zhuǎn)換效率。共軛聚合物在提供光伏效應(yīng)方面已經(jīng)顯示了一定前景。共軛聚合物由交替的單和 雙碳-碳(C-C)或碳-氮(C-N)鍵構(gòu)成。共軛聚合物具有交叉的SP2雜化軌道的δ鍵骨 架。碳原子上的Pz軌道與相鄰的Pz軌道重疊從而提供η-鍵。構(gòu)成η-鍵的電子在整個 分子中是離域的。這些聚合物表現(xiàn)出與無機半導(dǎo)體中所見的相似的電子性質(zhì)。光伏聚合物 的半導(dǎo)體性質(zhì)源于其離域η鍵。本領(lǐng)域中需要可表現(xiàn)出較高太陽能轉(zhuǎn)換效率的聚合物太陽能電池。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了當用于電光裝置和電子裝置時表現(xiàn)出高太陽能轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體光 伏聚合物。還描述了在電光裝置和電子裝置中用作空穴輸送材料的半導(dǎo)體聚合物，其利用 富勒烯衍生物作為受體。將所述聚合物設(shè)計為可實現(xiàn)用于太陽光譜中寬吸收的低帶隙。本公開描述了式(I)的半導(dǎo)體聚合物
權(quán)利要求
1.一種式(I)的半導(dǎo)體聚合物
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體聚合物，其中W為F或H。
3.如權(quán)利要求1 2中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物，其中X1和X2獨立地為CH2或O。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物，其中Y1和Y2獨立地為S。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物，其中Z為CnF2n+1或CnH2n+1，并且η 為1 12的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物，其中，Z為-COOR”，其中R”為烷 基、烷氧基、芳基、芳氧基、雜芳基、雜芳氧基或CmH2m+1，其中m為1 30的整數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體聚合物，其中R”具有下式之一
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體聚合物，其中 X1 和 X2 為 CH2,Y1和Y2為S, Z 為 COOR”， W為H，R1和R2為C7H15'并且 R”具有下式
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體聚合物，其中 X1和X2為0，Y1和Y2為S, Z 為 COOR”， W為F或H， R1和R2具有下式
10.如權(quán)利要求1 9中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物的共軛物。
11.如權(quán)利要求1 9中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物和受體材料的共軛物。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體聚合物的共軛物，其中所述受體材料為富勒烯衍生物。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體聚合物的共軛物，其中所述富勒烯衍生物為C61或C71。
14.如權(quán)利要求1 10中任一項所述的聚合物在太陽能電池、光學(xué)裝置、電致發(fā)光裝 置、光伏電池、半導(dǎo)體電池或光電二極管中的應(yīng)用。
15.如權(quán)利要求11 13中任一項所述的共軛物在太陽能電池、光學(xué)裝置、電致發(fā)光裝 置、光伏電池、半導(dǎo)體電池、光電二極管或聚合物場效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
16.一種光伏層，所述光伏層包含權(quán)利要求1 9中任一項所述的半導(dǎo)體聚合物。
17.—種式(IV)的半導(dǎo)體聚合物
18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體聚合物，其中R為CnF2n+1且η為1 12的整數(shù)，或者R為_COOCnH2n+1且η為1 30的整數(shù)； 并且R1為CnH2n+1且η為1 12的整數(shù)。
19.如權(quán)利要求16 17 中任一項所述的聚合物在太陽能電池、光學(xué)裝置、電致發(fā)光 裝置、光伏電池、半導(dǎo)體電池或光電二極管中的應(yīng)用。
20.如權(quán)利要求18所述的共軛物在太陽能電池、光學(xué)裝置、電致發(fā)光裝置、光伏電池、 半導(dǎo)體電池、光電二極管或聚合物場效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
全文摘要
一種可用于電光裝置和電裝置的具有共軛單元的新型半導(dǎo)體光伏聚合物，所述共軛單元提供較高的太陽能轉(zhuǎn)換效率。所述聚合物在太陽能裝置中表現(xiàn)出較高的太陽能轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號C08G75/00GK102149750SQ200980135645
公開日2011年8月10日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者俞陸平, 梁永曄 申請人:芝加哥大學(xué)