含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法和有機太陽能電池器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，其公開了含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法和有機太陽能電池器件；該聚合物具有如下結(jié)構(gòu)式：式中，R為C1～C20的烷基，n為10-98的之間整數(shù)。本發(fā)明的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，具有帶隙較窄及對太陽光有較高的吸收系數(shù)和在300nm～700nm較寬的吸收范圍，可以提高太陽能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法和有機太陽能電池器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，尤其涉及一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物及其制備方法。本發(fā)明還涉及使用含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物作為活性層電子給體材料的有機太陽能電池器件。

【背景技術(shù)】
[0002]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。有機半導(dǎo)體材料以其原料易得、價格低廉、工藝簡單、穩(wěn)定性強、光伏效應(yīng)良好等優(yōu)點備受關(guān)注。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992，258，1474)上報道共軛聚合物與C60之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，有機聚合物太陽能電池逐漸成為研究的熱點。近年來這方面的研究取得了飛速的發(fā)展，但是有機聚合物太陽能電池仍比無機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多。為了使有機聚合物太陽能電池得到實際的應(yīng)用，開發(fā)具有較高能量轉(zhuǎn)換效率的新型材料仍是這一領(lǐng)域的首要任務(wù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種能量轉(zhuǎn)換效率較高的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，其結(jié)構(gòu)式如下:
[0006]

【權(quán)利要求】
1.一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下:
式中，R為C1~C2tl的烷基，η為10-98的之間整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物，其特征在于，包括以下聚合物中的一種:
3.一種含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 分別提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和B， A:
:其中，R 為 C1 ~C2tl 的烷基； 在無氧環(huán)境下，將摩爾比為1:1~1.2的化合物A和B添加入含有催化劑的有機溶劑中溶解，隨后于70~130° C下進行Stille耦合反應(yīng)6~60小時，停止耦合反應(yīng)后，分離提純反應(yīng)液，得到如下結(jié)構(gòu)式的含環(huán)戊烷并二噻吩基聚合物:
式中，η 為 10-98 的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為雙三苯基膦二氯化鈀或四三苯基膦鈀；所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:20 ~1:100。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機鈀與有機膦配體的混合物，且混合物中，有機膦配體的摩爾量是有機鈀摩爾量的4~8倍；所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:20~1:100。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀為醋酸鈀或者三二氬芐基丙酮二鈀；有機膦配體為三鄰甲苯基膦或2-雙環(huán)己基勝-2’ ,6，- 二甲氧基聯(lián)苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，Stille耦合反應(yīng)溫度為90~120° C，反應(yīng)時間為12~48小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物的制備方法，其特征在于，分離提純反應(yīng)液包括: 耦合反應(yīng)停止后，向反應(yīng)液中加入甲醇沉析，隨后通過索氏提取器過濾，在再依次用甲醇和正己烷抽提，獲得有機相，然后以氯仿為溶劑抽提有機相至無色，收集氯仿溶液并旋干、真空下50° C干燥24h后，得到所述含環(huán)戊烷并二噻吩基聚合物。
10.一種有機太陽能電池器件，其特征在于，其活性層的電子給體材料采用如下結(jié)構(gòu)式的含環(huán)戊烷并二噻吩基的聚合物:
R1 R1.式中，R為C1~C2tl的烷基，η為10-98的之間整數(shù)。
【文檔編號】H01L51/46GK104177599SQ201310204375
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】周明杰, 張振華, 王平, 黃輝 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