含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法和應(yīng)用。一種含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料，具有以下結(jié)構(gòu)式：其中，n為10~100的整數(shù)；R1為C4~C40的烷基；R2為H、F或C4~C40的烷基。上述含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料與電子受體材料制成的太陽能電池器件經(jīng)過退火后，能提高材料分子鏈段內(nèi)和鏈段間排列的有序性和規(guī)整度，從而提高了太陽能電池器件的載流子遷移率，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]高效率太陽能電池通常是以無機(jī)半導(dǎo)體為原料，但目前市場(chǎng)上主要的硅晶太陽能電池由于生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，污染嚴(yán)重，耗能大，成本高，抑制了其商業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展。因此利用廉價(jià)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(diǎn)和難點(diǎn)。有機(jī)半導(dǎo)體材料一方面由于有機(jī)材料的環(huán)境穩(wěn)定性好、合成成本低、功能易于調(diào)制、柔韌性及成膜性都較好；另一方面由于有機(jī)太陽能電池加工過程相對(duì)簡(jiǎn)單，可低溫操作，器件制作成本也較低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，成為最為廉價(jià)和有吸引力的太陽能電池材料。除此之外，有機(jī)太陽能電池的潛在優(yōu)勢(shì)還包括:可實(shí)現(xiàn)大面積制造、可使用柔性襯底、環(huán)境友好、輕便易攜等。
[0003]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，采用聚苯并二噻吩(PTB7)與富勒烯衍生物PC71BM共混體系的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到7.4%，但是仍比無機(jī)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種能夠提高太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料及其制備方法和應(yīng)用。
[0005]一種含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料，具有以下結(jié)構(gòu)式:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料，其特征在于，具有以下結(jié)構(gòu)式:
2.一種含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供化合物A和化合物B，化合物A的結(jié)構(gòu)式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述分離純化的步驟為: 往反應(yīng)體系中加入甲苯及去離子水進(jìn)行萃取，取有機(jī)相，用減壓蒸餾的方法除去所述有機(jī)相的至少部分溶劑，再將所述有機(jī)相滴入到無水甲醇中沉析，抽濾、烘干后得到固體粉末，再將所述固體粉末用氯仿溶解，用中性氧化鋁過層析柱以除去催化劑，最后除去氯仿，得到提純后的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述化合物A采用如下方法制備: 提供化合物C，化合物C的結(jié)構(gòu)式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述分離純化得到所述化合物A的步驟為: 反應(yīng)結(jié)束后,加入飽和NaCl溶液，使用氯仿萃取,再使用無水Na2S04或無水MgSO4干燥有機(jī)相，抽濾后收集濾液，除去溶劑后得到粗產(chǎn)物，將所述粗產(chǎn)物以二氯甲烷為淋洗液進(jìn)行硅膠層析柱分離，得到提純后的化合物A。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述化合物C采用如下方法制備: 提供化合物D，化合物D的結(jié)構(gòu)式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述分離純化得到所述化合物C的步驟為: 將反應(yīng)產(chǎn)物用硅藻土過濾收集，然后用乙酸乙酯將硅藻土過濾后的液相濾液層進(jìn)行萃取，取有機(jī)相，然后依次向所述有機(jī)相加入質(zhì)量濃度10%的氫氧化鈉水溶液、飽和的焦亞硫酸鈉溶液和鹽水，再用硫酸鈉干燥并減壓蒸餾，并用石油醚過硅膠柱層析，減壓蒸餾后的產(chǎn)物在-35° (T-40° C用2-甲基戊烷為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，最終得到純化后的化合物C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述化合物D采用如下方法制備: 在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的室溫條件下，在攪拌下往2，7-二溴芴的無水二甲基亞砜溶液中加入叔丁醇鉀，其中2，7- 二溴芴與叔丁醇鉀的摩爾比為1:2.0-2.4，然后加入二硫化碳攪拌反應(yīng)10-20分鐘，其中2，7-二溴芴與二硫化碳的摩爾比為1: 1.(Tl.2，然后滴加碘甲烷后再持續(xù)攪拌反應(yīng)4飛小時(shí)，2，7- 二溴芴與碘甲烷的摩爾比為1: f 1: 1.2，分離純化后得到化合物D0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述分離純化得到化合物D的步驟為: 將反應(yīng)后的生成物倒入冰水混合物中，再加入濃氨水除掉未反應(yīng)的碘甲烷，然后進(jìn)行過濾，將濾渣水洗，烘干后，用乙酸乙酯和四氫呋喃以體積比2:1混合的混合溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，最終得到純化后的化合物D。
10.如權(quán)利要求1所述的含亞烷基芴的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體材料在聚合物太陽能電池器件中的 應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01L51/46GK103804645SQ201210450603
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黃佳樂, 李滿園, 黎乃元 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