含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下：其中，R1和R2相同的為H、C1~C10的烷基或C1~C10的烷氧基，R3為C1~C16的烷基或C1~C16的烷氧基；n為5~60之間的自然數(shù)。上述含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物中，噻吩并噻吩和二苯并噻吩苯并二噻吩協(xié)同作用，能夠進一步降低能隙，擴大光吸收范圍，相比于傳統(tǒng)的聚合物材料，上述含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的光吸收范圍較寬。本發(fā)明還公開了上述含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法。
【專利說明】含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及一種含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]有機太陽能電池由于具有無機太陽能電池?zé)o法比擬的一些優(yōu)點，如成本低廉，制作工藝簡單，產(chǎn)品重量輕，可大面積柔性制備等優(yōu)點，作為一種具有潛力的可再生能源受到人們的廣泛關(guān)注。在過去的十年里，有機太陽能電池的性能有了穩(wěn)步提高，能量轉(zhuǎn)換效率已接近10%。盡管有機太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率得到了大幅提高，但是，到目前為止，有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率比無機太陽能電池還是要低很多。因此，要想實現(xiàn)有機太陽能電池的商業(yè)化，開發(fā)新型的有機半導(dǎo)體材料對于提高有機太陽能電池的效率具有重要意義。
[0003]由于近年來在共軛聚合物的設(shè)計和有機太陽能電池器件制造工藝上的進步，有機太陽能電池的效率已取得很大提高。有機太陽能電池未來面臨的挑戰(zhàn)之一就是合成新型的P-型共軛聚合物，它需要具備以下特點:(a)良好的溶解性，有利于溶劑加工，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；(b)對整個太陽光光譜有寬而強的吸收；(c)高的載流子遷移率，有利于載流子傳輸。
[0004]然而，傳統(tǒng)的聚合物材料的光吸收范圍較窄。因此，如何拓寬聚合物材料的光吸收范圍，使其光吸收范圍最大程度地覆蓋整個太陽光光譜將是研究的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種光吸收范圍較寬的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法。
[0006]此外，還有必要提供一種含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物在太陽能電池、有機電致發(fā)光器件或有機場效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
[0007]一種含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)通式如下:



2.一種含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 分別提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物A和化合物B:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的加入量為所述化合物B的摩爾數(shù)的0.01%~5% ； 所述催化劑為有機鈀與有機膦配體的混合物，或所述催化劑為有機鈀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀與有機膦配體的混合物中，所述有機鈀與所述有機膦配體的摩爾比為1:2~1:20 ;所述有機鈀為三(二亞芐基丙酮)二鈀、四(三苯基膦)鈀或二(三苯基膦)二氯化鈀；所述有機膦配體為三(鄰甲基苯基)膦。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的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、N，N-二甲基甲酰胺或甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物A由如下步驟制得: 提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物F:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物F由如下步驟制得: 提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物C和化合物E:
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物B由如下步驟制得: 提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物1:
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述分離純化的操作為: 將反應(yīng)體系減壓蒸發(fā)除去過量的所述有機溶劑，接著將殘余液體滴加到甲醇中進行沉降，抽濾后得到的固體用甲醇洗滌，干燥后氧化鋁柱層析，接著氯仿淋洗并收集洗液，蒸發(fā)除去所述洗液中的有機溶劑后收集剩余液體滴加到甲醇中進行沉降，抽濾后收集的固體用丙酮索氏提取三天，收集液相并將所述液相滴加到甲醇中進行沉降，真空泵下抽過夜，得到的固體即為純化后的所述含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含噻吩并噻吩-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物在有機太陽能電池器件、有機電致發(fā)光器件或有機場效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
【文檔編號】H01L51/30GK103936969SQ201310025004
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 李滿園, 黃佳樂, 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