一種含咔唑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)體領(lǐng)域，其公開了一種含咔唑基的聚合物及其制備方法和有機太陽能電池器件；該主體材料的結(jié)構(gòu)通式如下：式中，R1，R2均為C1～C20的烷基，n為15-90的整數(shù)。本發(fā)明的含咔唑基的聚合物中，較大的吸電子喹喔啉基是一個重要的電子受體單元，通過烷氧苯基修飾后具有帶隙較窄及對太陽光有較高的吸收系數(shù)和較寬的吸收范圍等優(yōu)點；咔唑（Cz）也是一種良好的空穴傳輸單元，具有優(yōu)良的光熱氧化穩(wěn)定性，N上易于烷基修飾，從而改善聚合物的溶解性能和成膜性能。將喹喔啉與咔唑基通過Suzuki偶聯(lián)方法共聚制備的聚合物可以提高有機太陽能電池器件的光轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】一種含咔唑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，尤其涉及一種含咔唑基的聚合物及其制備方 法。本發(fā)明還涉及一種使用該含咔唑基的聚合物作為活化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. SSariciftci, L.Smilowitz, Αχ Heeger， et al. Science, 1992, 258, 1474) 上報道共軛聚合物與 C6(l 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] 基于上述問題，本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種轉(zhuǎn)化效率高的含咔唑基的聚 合物。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] 本發(fā)明提供的一種含咔唑基的聚合物，其結(jié)構(gòu)通式如下：
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種含咔唑基的聚合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)通式如下：
式中，Rp R2均為Ci?C2Q的烷基，η為15-90的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含咔唑基的聚合物，其特征在于,?為正辛烷基，R2為正辛烷 基，n=57 ;或者札為甲基，R2為正二十烷基，n=72 ;或者札為正二十烷基，R2為甲基，n=15 ; 或者札為正丁基，R2為正癸基，n=90 ;或者札為正十二烷基，R2為正己基，n=26。
3. -種含咔唑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，
在無氧環(huán)境下，將摩爾比為1:1?1. 2的化合物A和B添加入含有催化劑和堿溶液的 有機溶劑中溶解，于70?130°C下進行Suzuki耦合反應(yīng)12?96小時，降溫后停止聚合反 應(yīng)，分離提純反應(yīng)液，得到如下結(jié)構(gòu)通式的所述含咔唑基的聚合物：
式中，&，R2均為Q?C2Q的烷基，η為15-90的整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含咔唑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，四三苯基膦鈀；所述催化劑與所述化合物Α的摩爾比為1:20? 1:100。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含咔唑基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為 摩爾比為1:4?8的醋酸鈀與三鄰甲苯基膦混合物，或者摩爾比為1:4?8的三二氬芐基 丙酮二鈀與2-雙環(huán)己基膦-2'，6' -二甲氧基聯(lián)苯混合物；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3所述的含咔唑基的聚合物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液選 自碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液及碳酸氫鈉溶液中的至少一種；所述堿溶液中，堿溶質(zhì)與所述化 合物A的摩爾比為20:1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含咔唑基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、四氫呋喃中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含咔唑基的聚合物的制備方法，其特征在于，Suzuki耦合反 應(yīng)是在90?120°C下、反應(yīng)24?72小時。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含咔唑基的聚合物的制備方法，其特征在于，分離提純反應(yīng) 液包括步驟： 向反應(yīng)液中加入甲醇沉析，通過索氏提取器過濾之后依次用甲醇和正己烷抽提，然后 以氯仿為溶劑抽提至無色，收集氯仿溶液并旋干得到粉末，收集后的粉末再在真空下50°C 干燥24h后，得到所述含咔唑基的聚合物。
10. -種有機太陽能電池器件，其特征在于，其活化層的電子給體材料采用如下結(jié)構(gòu)式 的含咔唑基的聚合物：
式中，&，R2均為Q?C2Q的烷基，η為15-90的整數(shù)。
【文檔編號】H01L51/46GK104250371SQ201310261174
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】周明杰, 張振華, 王平, 馮小明 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