含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法和有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，其公開了含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法和有機(jī)太陽(yáng)能電池器件；該聚合物具有如下結(jié)構(gòu)式：式中，R為C1～C20的烷基，n為16-94的之間整數(shù)。本發(fā)明的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，具有帶隙較窄及對(duì)太陽(yáng)光有較高的吸收系數(shù)和在300nm～700nm較寬的吸收范圍，可以提高太陽(yáng)能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法和有機(jī)太陽(yáng)能電池器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，尤其涉及一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法。本發(fā)明還涉及使用含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物作為活性層電子給體材料的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件。

【背景技術(shù)】
[0002]利用廉價(jià)材料制備低成本、高效能的太陽(yáng)能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。有機(jī)半導(dǎo)體材料以其原料易得、價(jià)格低廉、工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、光伏效應(yīng)良好等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992，258，1474)上報(bào)道共軛聚合物與C60之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池逐漸成為研究的熱點(diǎn)。近年來這方面的研究取得了飛速的發(fā)展，但是有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池仍比無機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多。為了使有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池得到實(shí)際的應(yīng)用，開發(fā)具有較高能量轉(zhuǎn)換效率的新型材料仍是這一領(lǐng)域的首要任務(wù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種能量轉(zhuǎn)換效率較高的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005] 一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，其結(jié)構(gòu)式如下:
[0006]

【權(quán)利要求】
1.一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下:
式中，R為C1~C2。的烷基，η為16-94的之間整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，其特征在于，包括以下聚合物中的一種:
3.—種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 分別提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和B，
其中，R 為 C1 ~C2tl 的烷基； 在無氧環(huán)境下，將摩爾比為1:1~1.2的化合物A和B添加入含有催化劑的有機(jī)溶劑中溶解，隨后于70~130° C下進(jìn)行Stille耦合反應(yīng)6~60小時(shí)，停止耦合反應(yīng)后，分離提純反應(yīng)液，得到如下結(jié)構(gòu)式的含環(huán)戊烷并二噻吩基聚合物:
式中，n為16-94的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為雙三苯基膦二氯化鈀或四三苯基膦鈀；所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:20 ~1:100。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物，且混合物中，有機(jī)膦配體的摩爾量是有機(jī)鈀摩爾量的4~8倍；所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:20~1:100。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀為醋酸鈀或者三二氬芐基丙酮二鈀；有機(jī)膦配體為三鄰甲苯基膦或2-雙環(huán)己基勝-2’ ,6，- 二甲氧基聯(lián)苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，Stille耦合反應(yīng)溫度為90~120° C，反應(yīng)時(shí)間為12~48小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，分離提純反應(yīng)液包括: 耦合反應(yīng)后，向反應(yīng)液中加入甲醇沉析，隨后通過索氏提取器過濾，在再依次用甲醇和正己烷抽提，獲得有機(jī)相，然后以氯仿為溶劑抽提有機(jī)相至無色，收集氯仿溶液并旋干、真空下50° C干燥24h后，得到所述含環(huán)戊烷并二噻吩基聚合物。
10.一種有機(jī)太陽(yáng)能電池器件，其特征在于，其活性層的電子給體材料采用如下結(jié)構(gòu)式的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物:
式中，R為C1~C2。的烷基，η為16-94的之間整數(shù)。
【文檔編號(hào)】C08G61/12GK104177598SQ201310204373
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】周明杰, 張振華, 王平, 馮小明 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司