專利名稱：含并噻唑單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及一種含并噻唑單元的聚合物及其制備方法和使用該含并噻唑單元的聚合物的太陽能電池器件。
背景技術(shù)：
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(lǐng)域的研究熱點和難點。目前用于地面的硅晶電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。為了降低電池成本，拓展應(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。有機半導(dǎo)體材料以其原料易得、廉價、制備工藝簡單、環(huán)境穩(wěn)定性好、有良好的光伏效應(yīng)等優(yōu)點備受關(guān)注。含有并噻唑單元的聚合物中，由于噻唑是典型的缺電子單元，包含一個吸電子的亞胺基團，因此含有并噻唑單元的聚合物具有較高的空穴遷移率，顯示出了優(yōu)良的光伏性能。然而，現(xiàn)有的含有并噻唑單元的聚合物的能帶隙(HOMO能級與LUMO能級之間的能級差)較寬，從而使得使用含有并噻唑單元的聚合物的有機太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)化效率較高的含并噻唑單元的聚合物。此外，還有必要提供一種含并噻唑單元的聚合物的制備方法。此外，還有必要提供使用該含并噻唑單元的聚合物的太陽能電池器件。一種含并噻唑單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式:
權(quán)利要求
1.一種含并噻唑單元的聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:
2.一種含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和化合物B，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自甲苯、N，N-二甲基甲酰胺及四氫呋喃中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀或三二亞芐基丙酮二鈀，所述有機膦配體為三叔丁基膦、三鄰甲苯基膦或2-雙環(huán)己基磷-2 ’，6 ’ - 二甲氧基聯(lián)苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀與所述化合物A的摩爾比為1: 20 1: 100。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于所述Heck耦合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為90°C 120°C，反應(yīng)時間為48小時 72小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀與所述有機膦配體的摩爾比為1: 4 1: 8。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，還包括將含并噻唑單元的聚合物P進行分離純化的步驟，所述分離純化步驟如下:向所述化合物A和化合物B進行Heck耦合反應(yīng)后的溶液中加入甲醇沉析并過濾，將過濾得到的固體依次用甲醇和正己烷進行抽提，將經(jīng)過抽提后的固體用氯仿抽提，收集氯仿溶液后蒸發(fā)溶劑得到純化后的含并噻唑單元的聚合物P。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含并噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述抽提采用索氏提取器進行。
10.一種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層的材質(zhì)為具有如下結(jié)構(gòu)式的含并噻唑單元的聚合物P:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含并噻唑單元的聚合物及其制備方法和使用該含并噻唑單元的聚合物的太陽能電池器件。該含并噻唑單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式其中，R1為C1～C20的烷基，R2為C1～C20的烷基，n為10～50的整數(shù)。該含并噻唑單元的聚合物，由于在結(jié)構(gòu)中引入了咔唑，咔唑是一個優(yōu)良的空穴傳輸單元，在聚合物中引入咔唑可以使聚合物得空穴遷移率提高。咔唑單元和并噻唑單元之間形成給-受體結(jié)構(gòu)，且在并噻唑上連接兩個噻吩均有利于降低聚合物的帶隙，使吸收光譜紅移從而更好地與太陽光譜匹配。同時噻唑包含一個吸電子亞胺基團，使得聚合物表現(xiàn)出較高的空穴遷移率，在噻吩上連接烷基鏈可以增加共聚物的溶解性能，其制備方法簡單易大規(guī)模生產(chǎn)，將上述含并噻唑單元的聚合物應(yīng)用于太陽能電池能大幅度提高能量轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L51/46GK103159934SQ20111041540
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者周明杰, 王平, 張振華, 陳吉星 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