專利名稱：含噻吩和吡咯并吡咯單元的芴類共聚物、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚合物、其制備方法及其應(yīng)用，更具體地說，涉及一種含噻吩和吡咯并吡咯單元的芴類共聚物、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)主要是建立在煤炭、石油和天然氣等化石能源為基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)，然而，這些不可再生的化石能源的儲量已接近枯竭狀態(tài)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球性的能源危機(jī)問題以及因使用化能源所致的環(huán)境污染和氣候變暖等問題日益凸顯，并逐漸加劇。因此， 需要尋求新型的可再生能源替代傳統(tǒng)的化石能源。太陽能由于具有分布廣、資源數(shù)量多、無污染、清潔安全以及獲取方便等突出優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有希望的可再生能源之一。太陽能電池直接把太陽光能轉(zhuǎn)化成電能，是利用太陽能切實可行的有效方法。然而，目前商品化的太陽能電池還局限于硅基等無機(jī)太陽能電池，由于它們的價格過于昂貴，超出了目前人們的承受能力，因此大大限制了它們的廣泛使用。為了降低太陽能電池成本以拓展其應(yīng)用范圍， 長期以來，人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。相對于無機(jī)太陽能電池的無機(jī)半導(dǎo)體材料來源有限、價格昂貴、有毒、制備工藝復(fù)雜、成本太高等缺點(diǎn)，有機(jī)太陽能電池作為一種新型的太陽能電池，其具有材料來源廣泛、 結(jié)構(gòu)多樣性和可調(diào)控性、成本低廉、安全環(huán)保、制作工藝簡單、產(chǎn)品重量輕、可大面積柔性制備等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于建筑、照明和發(fā)電等多種領(lǐng)域，具有重要的發(fā)展和應(yīng)用前景。然而，到目前為止，有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無機(jī)太陽能電池，其中一個主要制約因素是有機(jī)半導(dǎo)體器件的光譜響應(yīng)與太陽輻射光譜不匹配。因此，開發(fā)新型的半導(dǎo)體材料對提高有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物，其吸收光譜邊緣可至紅光區(qū)及近紅外區(qū)，能夠更好地匹配太陽光的發(fā)射光譜，提高太陽光的利用率。本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題在于，還提供一種條件溫和、易于控制的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法。本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題在于，還提供一種含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物在制備有機(jī)太陽能電池器件、有機(jī)場效應(yīng)晶體管、有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)光存儲器件、有機(jī)非線性材料和有機(jī)激光器件中的應(yīng)用。為達(dá)成上述上述目的，依據(jù)本發(fā)明，提供一種含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物，為以下通式的化合物
權(quán)利要求
1. 一種含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物，其特征在于，為以下通式的化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物，其特征在于， 所述η為10 100的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物，其特征在于， 所述禮、&、R3> R4> R5> R6> R7> R8> R9> Riq 選自 H 或 C1 C8 的烷基。
4.一種含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法，其特征在于，以芴類化合物、噻吩類化合物的二溴產(chǎn)物、吡咯并吡咯二酮類化合物的二溴產(chǎn)物為單體原料，與催化劑和堿溶液加入到有機(jī)溶劑中，在惰性氣體保護(hù)下于65 120°C進(jìn)行鈴木反應(yīng)M 72h，得到結(jié)構(gòu)式表示為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法，其特征在于，所述芴類化合物、噻吩類化合物的二溴產(chǎn)物、吡咯并吡咯二酮類化合物的二溴產(chǎn)物三者的摩爾比為1.0 a 13，3和13滿足化>0，13>0，0.9彡3+13彡1.1，所述鈴木反應(yīng)的溫度為85 100°C，時間為48 64h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機(jī)鈀催化劑，所述催化劑的用量按摩爾量計為所述芴類化合物摩爾用量的0.5 10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀催化劑為 Pd2 (dba) 3/P (o-Tol) 3、Pd (PPh3) 4 或 Pd (PPh3) 2C12。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為NaOH水溶液、Na2CO3水溶液、NaHCO3水溶液或四乙基氫氧化銨水溶液，所述堿溶液維持反應(yīng)體系處于PH值不大于10的堿性環(huán)境。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲苯、四氫呋喃、三氯甲烷或乙酸乙酯。
10.如權(quán)利要求1 3任一項所述的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物在制備有機(jī)太陽能電池器件、有機(jī)場效應(yīng)晶體管、有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)光存儲器件、有機(jī)非線性材料和有機(jī)激光器件中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物、制備方法及其應(yīng)用，聚合物為以下通式的化合物其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10相同或不相同地表示為H或C1～C20的烷基，x和y滿足x+y＝1，x＞0，y＞0，n為1～200的整數(shù)。制備方法為以芴類化合物、噻吩類化合物的二溴產(chǎn)物、吡咯并吡咯二酮類化合物的二溴產(chǎn)物為單體原料，進(jìn)行鈴木反應(yīng)，得到含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物。本發(fā)明的含噻吩和吡咯并吡咯二酮單元的芴類共聚物作為有機(jī)半導(dǎo)體材料，具有與太陽光發(fā)射光譜匹配度高，可以提高光電轉(zhuǎn)換效率，用途廣泛，且其合成方法條件溫和、易于控制。
文檔編號H01S5/36GK102295749SQ20101020865
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者劉輝, 周明杰, 黃杰 申請人: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