含咔唑單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件的制作方法
【專利摘要】一種含咔唑單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，R為C1～C20的烷基，n為10～100的整數(shù)。該含咔唑聚合物為給體-受體型共軛聚合物，它具有較高的空穴遷移率，高的開路電壓，較好的溶解性能和成膜性能，在300nm～700nm范圍內(nèi)具有較寬的吸收范圍，進而解決太陽能電池器件低效率問題。本發(fā)明還提供一種上述含咔唑單元的聚合物的制備方法及使用該含咔唑單元的聚合物的太陽能電池器件。
【專利說明】含巧睡單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件 【【技術(shù)領域】】
[0001] 本發(fā)明涉及光電領域，尤其涉及一種含巧哇單元的聚合物及其制備方法和使用該 含巧哇單元的聚合物的太陽能電池器件。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 自1977年日本科學家白川英樹發(fā)現(xiàn)聚己快導電W來，該種被稱為"第四代高分 子"材料的導電聚合物W其突出的光電性能吸引了眾多科學家進行研究。導電高分子同具 有相同或相近用途的無機材料相比，具有密度低，易加工，合成選擇范圍廣等優(yōu)點。由于該 類材料結(jié)構(gòu)的共輛特性，使它能傳輸電荷，受激發(fā)光，從而能夠或潛在可能在許多電子或光 電子器件上得到應用，例如包括聚合物發(fā)光二極管，光伏打電池，場效應等。潛在的應用前 景和廣泛的應用領域促使科學家競相研究該類具有光電活性的共輛材料，包括共輛結(jié)構(gòu)小 分子，W及聚己快、聚化咯、聚喔吩、聚苯胺、聚巧等。
[0003] 研究人員一直在努力尋求改善和提高聚合物發(fā)光二極管、光伏打電池、場效應性 能的方法，材料是最重要的因素之一。所W許多研究小組一直致力于開發(fā)具有高量子效率， 色純度好，長期穩(wěn)定性好的發(fā)光聚合物，W及可見光范圍吸收波段寬、載流子遷移率高的聚 合物。要實現(xiàn)該些目標，需要研制更多的新型共輛分子材料和聚合物材料，其中，設計合成 新型共輛單元就顯得十分重要。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)化效率較高的含巧哇單元的聚合物。
[0005] 此外，還有必要提供一種含巧哇單元的聚合物的制備方法。
[0006] 此外，還有必要提供使用含巧哇單元的聚合物的太陽能電池器件。
[0007] -種含巧哇單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：
[0008]
【權(quán)利要求】
1. 一種含咔唑單元的聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式：
其中，R為C1?C2tl的烷基，η為10?100的整數(shù)。
2. -種含咔唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和化合物Β，
A為 其中，R為C1?C2tl的烷 Γ 基；
在無氧環(huán)境中，將摩爾比為1:1?1:1. 2的化合物A和化合物B添加入含有催化劑和 堿溶液的有機溶劑中，在70°C?130°C進行Suzuki耦合反應12小時?96小時，所述催化 劑為有機鈀或為有機鈀與有機磷配體的混合物，得到如下結(jié)構(gòu)式表示的含咔唑單元的聚合 物P: 其中，η為10?100的3EM。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑單元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-二甲基甲酰胺及四氫呋喃中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀 為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀、醋酸鈀或三二亞芐基丙酮二鈀，所述有機膦配體為 三叔丁基膦、三(鄰甲氧基苯基)膦或2-雙環(huán)己基磷-2'，6' -二甲氧基聯(lián)苯，所述有機鈀與 所述有機膦配體的摩爾比為1:4?1:8。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑 中的有機鈀與所述化合物A的摩爾比為1:20?1:100。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述Suzuki 耦合反應的反應溫度為90°C?120°C，反應時間為24小時?72小時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑單元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。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含咔唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液 中的溶質(zhì)與化合物A的摩爾比為20:1?50:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，還包括將含 咔唑單元的聚合物P進行分離純化的步驟，所述分離純化步驟如下：向所述化合物A和化合 物B進行Suzuki耦合反應后的溶液中加入甲醇沉析并過濾，將過濾得到的固體依次用甲醇 和正己烷進行抽提，將經(jīng)過抽提后的固體用氯仿抽提，收集氯仿溶液后蒸發(fā)溶劑得到純化 后的含咔唑單元的聚合物P。
10. -種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層包括電子給體材料及 電子受體材料，所述電子受體材料為（6, 6)苯基-C61-丁酸甲酯，所述電子給體材料具有如 下結(jié)構(gòu)式的含咔唑單元的聚合物P:
其中，R為C1?C2tl的烷基，η為10?100的整數(shù)。
【文檔編號】H01L51/46GK104448252SQ201310439163
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24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