專利名稱：含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及共軛聚和物，更具體的涉及含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物。本發(fā)明還涉及含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
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)。目前用于地面的硅太陽(yáng)能電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。為了降低成本，拓展應(yīng)用范圍，長(zhǎng)期以來(lái)人們一直在尋找新型的太陽(yáng)能電池材料。聚合物太陽(yáng)能電池因?yàn)樵蟽r(jià)格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)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(yáng)能電池的水平，其市場(chǎng)前景將是非常巨大的。自1992年N. S. Sariciftci等在SCIENCE(N. SSariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, et al. Science，1992，258，1474)上報(bào)道共軛聚合物與 C6tl 之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們?cè)诰酆衔锾?yáng)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(yáng)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(dá)到7. 4% (Y.Liang et al.，Adv. Mater. ；DOI :10. 1002/ adma. 200903528)，但是仍比無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多，限制性能提高的主要制約因素有有機(jī)半導(dǎo)體器件相對(duì)較低的載流子遷移率，器件的光譜響應(yīng)與太陽(yáng)輻射光譜不匹配，高光子通量的紅光區(qū)沒(méi)有被有效利用以及載流子的電極收集效率低等。為了使聚合物太陽(yáng)能電池得到實(shí)際的應(yīng)用，開(kāi)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(lǐng)域的首要任務(wù)。萘酰亞胺衍生物是材料和超分子化學(xué)的重要化合物，萘酰亞胺衍生物具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和多樣化的性能，具有η型半導(dǎo)體特性，在很多領(lǐng)域都顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但是，由于萘酰亞胺及其衍生物含有大的平面共軛體系和良好的分子共平面性， 分子間大η鍵的相互作用很強(qiáng)，具有較大的晶格能，因而其溶解性較差，成膜加工性能較差，導(dǎo)致制備的器件很容易發(fā)生相分離問(wèn)題，影響激子擴(kuò)散的效率，從而導(dǎo)致能量的損失。 另外，由于萘酰亞胺及其衍生物的吸收光譜主要集中在可見(jiàn)區(qū)，吸收范圍還不夠?qū)?，與太陽(yáng)光的發(fā)射光譜匹配度還不夠高，不能有效地利用太陽(yáng)光，也會(huì)降低有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物材料。本發(fā)明的目的還在于提供含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物的制備方法，以及該共聚物在聚合物太陽(yáng)能電池，有機(jī)電致發(fā)光，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，有機(jī)光存儲(chǔ)，
5有機(jī)非線性材料和有機(jī)激光等領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明所述的含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物具有以下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1. 一種含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物，其特征在于，其具有以下結(jié)構(gòu)式⑴
2. 一種含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟無(wú)氧環(huán)境中，催化劑和溶劑存在條件下，將萘四羧酸二酰亞胺二溴代物和2，9_雙三丁基錫-二噻吩并[3，2-f :2’，3’-h]喹喔啉衍生物按摩爾比為1 1 2 1在溫度為50 120°C下，進(jìn)行Mille偶合反應(yīng)M 72小時(shí)后，得到所述含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物； 其反應(yīng)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機(jī)鈀或有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物；所述催化劑的添加量按摩爾比占總物質(zhì)摩爾量的0. 01% 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀為Pd2(dba)3、Pd(PPh3)4 或Pd (PPh3)2Cl2 ；所述有機(jī)膦配體為P(o-Tol)3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀和有機(jī)膦配體的混摩爾比為1 2-20。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙二醇二甲醚、苯或甲苯的中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，Suzuki偶合反應(yīng)結(jié)束后，還包括對(duì)所述含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物進(jìn)行純化步驟將含所述共聚物的溶液滴加到甲醇中，進(jìn)行沉降處理，然后抽濾，甲醇洗滌，干燥，得含雜共聚物膠體；隨后用甲苯溶解，得共聚物的甲苯溶液；將該甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸鈉的水溶液中，80-100°C加熱攪拌混合液，將混合液通過(guò)氧化鋁的柱層析，分離出共聚物，然后氯苯淋洗，隨后減壓除去有機(jī)溶劑， 最后用丙酮索氏提取共聚物，得到所述共聚物固體。
8.一種有機(jī)太陽(yáng)能電池器件，包括襯底基材，沉積在襯底基材一個(gè)表面上的、作為陽(yáng)極的導(dǎo)電層，涂覆在導(dǎo)電層上的起修飾作用的聚(3，4_亞乙二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸) 層，涂覆在聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸)層表面的活性層，以及設(shè)置在活性層表面、作為陰極的金屬鋁層；所述活性層的材質(zhì)為一混合物，包括電子給體材料和電子受體材料；所述電子受體材料為[6，6]苯基-C61-丁酸甲酯，其特征在于，所述電子給體材料為含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物，該共聚物具有如下結(jié)構(gòu)式(I)
9. 一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括襯底，沉積在襯底的一個(gè)表面上的、作為陽(yáng)極的導(dǎo)電層，涂覆在導(dǎo)電層上的發(fā)光層，涂覆在發(fā)光層上的以LiF為材質(zhì)的緩沖層，以及設(shè)置在緩沖層上的、作為陰極的金屬鋁層，其特征在于，所述發(fā)光層以含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物為材質(zhì)，該共聚物具有如下結(jié)構(gòu)式(I)式中，η為1-100之間的整數(shù)；R1, R2為氫、C1 C20的烷基、C1 C20烷氧基苯；R3, R4為C1-C2tl的烷基或烷氧基。。
10. 一種有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其結(jié)構(gòu)依次包括摻雜硅片，SiO2絕緣層，用于修飾SiA的十八烷基三氯硅烷層，涂覆在十八烷基三氯硅烷層上的有機(jī)半導(dǎo)體層，間隔設(shè)置在有機(jī)半導(dǎo)體層上的源電極和漏電極，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層以含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物為材質(zhì)，該共聚物具有如下結(jié)構(gòu)式(I)
全文摘要
本發(fā)明屬于光電子材料領(lǐng)域，其公開(kāi)了一種含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物，其具有以下結(jié)構(gòu)式(I)，式中，n為1-100之間的整數(shù)；R1，R2為氫、C1～C20的烷基、C1～C20烷氧基苯；R3，R4為C1～C20的烷基或烷氧基。本發(fā)明還提供含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明開(kāi)發(fā)了含萘四羧酸二酰亞胺-二噻吩并喹喔啉共聚物，通形成電子給體-受體結(jié)構(gòu)，來(lái)調(diào)節(jié)聚合物的帶隙，并將其吸收帶邊推向紅外及近紅外區(qū)；修飾后的萘四羧酸二酰亞胺的溶解性好，吸光度強(qiáng)，吸收范圍寬，可延伸至近紅外區(qū)，提高了其對(duì)太陽(yáng)光的利用率，具有優(yōu)良的電荷傳輸性能。
文檔編號(hào)H01L51/30GK102336894SQ20101023233
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者呂婷, 周明杰, 王燁文, 馬文波 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