專利名稱：含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種聚合物、制備及其應用，更具體地說，涉及一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物、制備方法及其應用。
背景技術：
利用廉價材料制備低成本、高效能的太陽能電池一直是光伏領域的研究熱點和難點。目前用于地面的硅太陽能電池由于生產(chǎn)工藝復雜、成本高，使其應用受到限制。為了降低成本，拓展應用范圍，長期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。聚合物太陽能電池因其具有原料價格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優(yōu)點而備受關注，如果能夠?qū)⑵淠芰哭D(zhuǎn)化效率提高到接近商品硅太陽能電池的水平，其市場前景將是非常巨大的。自 1992 年 N. S. Sariciftci 等在 SCIENCE(N. S Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, et al. Science，1992，258，1474)上報道共軛聚合物與C6tl之間的光誘導電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們在聚合物太陽能電池方面投入了大量研究，并取得了飛速的發(fā)展。目前，聚合物太陽能電池的研究主要集中于給體、受體共混體系，采用PTB7與PC71BM共混體系的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到7. 4% (Y. Lianget al.，Adv. Mater. ；DOI :10. 1002/ adma. 200903528)，但是仍比無機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多，限制聚合物太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率提高的主要制約因素有有機半導體器件相對較低的載流子遷移率、器件的光譜響應與太陽輻射光譜不匹配、高光子通量的紅光區(qū)沒有被有效利用等。為了使聚合物太陽能電池得到實際的應用，開發(fā)新型的材料，大幅度提高其能量轉(zhuǎn)換效率仍是這一研究領域的首要任務。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，其具有較高的載流子遷移率、較高的摩爾吸光系數(shù)和寬的光吸收范圍，提高了與太陽光發(fā)射光譜的匹配度，從而提高了光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明進一步要解決的技術問題在于，還提供一種合成路線簡單、工藝要求低的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法。本發(fā)明進一步要解決的技術問題在于，還提供一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物在制備有機太陽能電池器件、有機場效應晶體管、有機電致發(fā)光器件、 有機光存儲器件、有機非線性材料和有機激光器件中的應用。為了達成上述目的，依據(jù)本發(fā)明，提供一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，為以下通式的化合物
權利要求
1. 一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，其特征在于，為以下通式的化合物
2. 一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于， 以4，4-二烷基-2，6-雙三甲基錫-環(huán)戊二烯Q，l-b:3，4-b' ) 二噻吩、4，4-二烷基-2， 6-二溴-環(huán)戊二烯(2,1-b :3,4-b' ) 二噻吩和隊^-二取代-2，6-二溴-1，4，5，8-萘四羧酸二酰亞胺為原料，將上述原料按照m ρ q的摩爾比與催化劑加入到有機溶劑中，在無氧環(huán)境下，于30 130°C進行施蒂勒反應M 72h，得到所述含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的芴類共聚物；所述4，4-二烷基-2，6-雙三甲基錫-環(huán)戊二烯Q，l-b:3，4-b' ) 二噻吩的通式為
3.根據(jù)權利要求2所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機鈀或有機鈀和有機膦配體的混合物；所述催化劑的用量按摩爾計為4，4-二烷基-2，6-雙三甲基錫-環(huán)戊二烯Q，l-b :3,4-b' ) 二噻吩用量的 0. 05 50%。
4.根據(jù)權利要求3所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀為Pd2 (dba) 3、Pd (PPh3) 4或Pd (PPh3) 2C12 ；所述有機膦配體為 P(o-Tol)3。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀和有機膦配體的混合物中有機鈀和有機膦配體的摩爾比為1 2 20。
6.根據(jù)權利要求2所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯、氯苯、甲苯中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求2所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟將施蒂勒反應后的混合液滴加到甲醇中進行沉降，經(jīng)抽濾、甲醇洗滌、干燥步驟后用氯苯溶解，加入到二乙基二硫代氨基甲酸鈉的水溶液中，加熱到80 100°C攪拌過夜；將有機相通過氧化鋁的柱層析，經(jīng)氯仿淋洗、減壓除去有機溶劑、甲醇沉降、抽濾后，所得固體用丙酮索氏提取，甲醇再次沉降、抽濾，真空泵下抽過夜，得到含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物固體。
8.一種有機太陽能電池器件，包括襯底層、第一電極層、光活性層、第二電極層，所述光活性層包括電子給體材料層和電子受體材料層，其特征在于，所述電子給體材料層的材質(zhì)為含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，所述共軛聚合物的通式為
9. 一種有機電致發(fā)光器件，包括基片、陽極、發(fā)光層、緩沖層、陰極，其特征在于，所述發(fā)光層的材質(zhì)為含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，所述共軛聚合物的通
10. 一種有機場效應晶體管，包括硅襯底、絕緣層、有機半導體層、源電極和漏電極，其特征在于，所述有機半導體層的材質(zhì)為含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，所述共軛聚合物的通式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，其特征在于，為以下通式的化合物其中，R1為C1～C20的烷基，R2為C1～C20的烷基或所示取代苯基，R3、R4、R5相同或不同地表示為氫、C1～C20的烷基或烷氧基，1≤x＜2，0＜y≤1，x+y＝2，n為1～120的整數(shù)。本發(fā)明的含環(huán)戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物通過反應合成路線簡單、工藝要求低的施蒂勒(Stille)反應制備，其具有較好的成膜性能和熱穩(wěn)定性能、較高的載流子遷移率、較高的摩爾吸光系數(shù)和寬的光吸收范圍，提高了與太陽光發(fā)射光譜的匹配度，可以提高光電轉(zhuǎn)換效率，用途廣泛。
文檔編號H01L51/46GK102329414SQ201010225499
公開日2012年1月25日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權日2010年7月12日
發(fā)明者周明杰, 許二建, 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有限公司