并[3,2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種并[3,2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物，其分子通式為：其中，R1和R2為C1~C20的烷基，R3為C1~C20的烷基或H，n為1~100之間的整數(shù)。該并[3,2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的載流子遷移率較高、光譜響應(yīng)較寬。本發(fā)明還提供一種并[3,2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法及其應(yīng)用。
【專利說明】并[3, 2-b] 二噻吩-苯并二(苯并砸二唑)共聚物及其制
備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電材料領(lǐng)域，特別是涉及一種并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]制備成本低、效能高的太陽能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點和難點。目前已商業(yè)化的硅太陽能電池由于生產(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，長期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。
[0003]聚合物太陽能電池因為原料價格低廉、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)點而具有優(yōu)越的市場前景。雖然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，但目前聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率仍然比硅太陽能電池低，原因之一是聚合物的載流子遷移率比無機(jī)單晶材料的遷移率低了好幾個數(shù)量級。目前所使用的共軛聚合物光電池材料的光譜響應(yīng)較載，其吸收光譜與太陽光譜不能很好地匹配，是導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移效率低的另一重要原因。
[0004]因此，載流子遷移率高、光譜響應(yīng)寬的聚合物光電材料對于提高聚合物太陽能電池的性能至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種載流子遷移率較高、光譜響應(yīng)較寬的并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物。
[0006]進(jìn)一步，提供一種并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法及其應(yīng)用。
[0007]一種并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物，分子通式為:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物，其特征在于，分子通式為:


2.一種并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供化合物A和化合物B，其中，所述化合物A的結(jié)構(gòu)式為:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀、四(三苯基膦)鈀或雙三苯基磷二氯化鈀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的摩爾量為所述化合物B的摩爾量的0.05%~20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、乙醚、苯或甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，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和化合物D，所述化合物C的結(jié)構(gòu)式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物C采用如下方法制備: 將2-氨基-5-硝基苯胺與吡啶溶于二氯亞砜中，于80°C~90°C回流反應(yīng)24小時，分離純化后得到5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑； 將所述5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑與氫溴酸進(jìn)行混合得到第一混合物，將所述第一混合物升溫至127°C回流，向所述第一混合物滴加液溴并回流4小時，分離純化得到4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑； 將所述4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑與銅粉加入N，N- 二甲基甲酰胺中，加熱至120°C反應(yīng)3小時，分離純化后得到4，4’ - 二溴-6，6’ - 二硝基-聯(lián)2，1，3苯并噻二唑； 將所述4，4’ - 二溴-6，6’ - 二硝基-聯(lián)2，1，3苯并噻二唑加入四氫呋喃中，然后加入氯化錫，升溫至100°C，加熱回流10小時，分離純化后得到4，4’ - 二溴-6，6’ - 二碘-聯(lián)2，I, 3-苯并噻二唑； 將所述4，4’ - 二溴-6，6’ -二碘-聯(lián)2，I, 3-苯并噻二唑加入乙醇中得到懸浮液，將所述懸浮液冷卻至0°C，然后加入硼氫化鈉，于室溫下反應(yīng)20小時，分離純化后得到4，4’- 二溴-6，6’ -二碘-聯(lián)二(1，2-苯二胺)； 將所述4，4’ - 二溴-6，6’ - 二碘-聯(lián)二( 1，2-苯二胺)與乙醇混合得到第二混合物，將所述第二混合物進(jìn)行回流，滴加二氧化硒水溶液，回流2小時后將反應(yīng)液進(jìn)行過濾，得到所述化合物C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物B采用如下方法制備: 提供化合物E，所述化合物E的結(jié)構(gòu)式為:Br^X^Br


R3 其中，R3 SC廣C2tl的烷基或H; 在惰性氣體氛圍中，將所述化合物E溶于第二溶劑中得到第二混合液，于-78°C下向所述第二混合液中加入正丁基鋰，并于_78°C下反應(yīng)f 2小時，然后加入氯化三丁基錫，于-78°C下反應(yīng)I小時，然后于室溫下反應(yīng)6小時，分離純化后得到所述化合物B ;其中所述化合物E與所述正丁基鋰的摩爾比為1: 2，所述化合物E與所述氯化三丁基錫的摩爾比為1:2。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并[3，2-b]二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述分離純化的方法具體為:向Stille偶合反應(yīng)得到的反應(yīng)液加入去離子水和甲苯進(jìn)行萃取，用減壓蒸餾將萃取得到的有機(jī)相進(jìn)行濃縮，然后將所述濃縮后的有機(jī)相滴入到無水乙醇中不斷攪拌，有固體沉淀析出，抽濾、烘干后得到固體粉末，再將所述固體粉末用氯仿溶解，再用中性氧化鋁過層析柱，減壓除去氯仿，甲醇沉降、抽濾，所得固體用丙酮索氏提取器提取，甲醇沉降，抽濾得到純凈的并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物。
10.一種如權(quán)利要求1所述的并[3，2-b] 二噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物在聚合物太陽能電池、有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)場效應(yīng)晶體管、有機(jī)光儲存及有機(jī)激光中的應(yīng)用。
【文檔編號】H01L51/30GK103833985SQ201210491383
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元 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, 深圳市海洋王照明工程有限公司