一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用，所述含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物為具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物P，其中，R1，R2為C1~C20的烷基，R3為H、C1~C20的烷基或C1~C20的烷氧基，n為1~100之間的整數(shù)。所述含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物由于含有新的噻咯并二(苯并噻二唑)共軛單元，與太陽光譜的匹配度高，同時(shí)為平面共軛結(jié)構(gòu)，載流子遷移速率高，可提高載流子到達(dá)電極的比例及電荷收集效率，從而提高能量轉(zhuǎn)換效率，制備方法簡(jiǎn)單可控，在聚合物太陽能電池和有機(jī)電致發(fā)光領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(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(diǎn)和難點(diǎn)。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，應(yīng)用受到限制。為了降低成本，拓展應(yīng)用范圍，長(zhǎng)期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。聚合物太陽能電池因?yàn)樵蟽r(jià)格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而具有優(yōu)越的市場(chǎng)前景。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(bào)道共軛聚合物與C60之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們?cè)诰酆衔锾柲茈姵胤矫嫱度肓舜罅垦芯?，并取得了飛速的發(fā)展。
[0003]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，原因之一是由于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(gè)數(shù)量級(jí)。而目前使用的共軛聚合物光電池材料的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。為進(jìn)一步提高聚合物太陽能電池的性能，可采用具有較寬吸收光譜的極窄帶隙聚合物做給體和受體，提高對(duì)太陽能的吸收利用。
[0004]因此，開發(fā)新的聚合物材料，提高光電材料的能量轉(zhuǎn)換效率對(duì)于有機(jī)太陽能電池的發(fā)展有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，該共聚物中由于含有新的噻咯并二(苯并噻二唑)共軛單元，與太陽光譜的匹配度高，同時(shí)為平面共軛結(jié)構(gòu)，載流子遷移速率高，可提高載流子到達(dá)電極的比例及電荷收集效率，從而提高能量轉(zhuǎn)換效率，本發(fā)明的目的還在于提供上述含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法及應(yīng)用。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，為具有如下結(jié)構(gòu)式的共聚物P:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，為具有如下結(jié)構(gòu)式的共聚物P:
2.—種含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，包括以下操作步驟: 分別提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和化合物B:
3.如權(quán)利要求2所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)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)鈀和雙三苯基磷二氯化鈀中的一種。
4.如權(quán)利要求3所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的摩爾用量為化合物A摩爾用量的0.05%~20%。
5.如權(quán)利要求2所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、乙醚、苯和甲苯中的一種，溶劑足量即可。
6.如權(quán)利要求2所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為碳酸鉀、碳酸銫、叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的一種，堿溶液摩爾用量是化合物B摩爾用量的2~20倍。
7.如權(quán)利要求2所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述分離純化方法為: 在反應(yīng)結(jié)束后，往反應(yīng)液中加入去離子水和甲苯進(jìn)行萃取，取有機(jī)相，接著用減壓蒸餾的方法將產(chǎn)物與甲苯的混合溶液蒸干至約5ml，將其滴入到400ml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；再將固體粉末用氯仿溶解，用硅膠過層析柱，減壓除去有機(jī)溶劑，甲醇沉降、抽濾，所得固體用丙酮索氏提取器提取多次，甲醇沉降，抽濾，真空泵下抽濾過夜，得到所述含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物。
8.如權(quán)利要求2所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物A可以由以下方法制備得到: (1)在催化劑吡啶存在下，將4-硝基苯-1，2-二胺和二氯亞砜以固液比為0.2295g:1mL混合，在90°C回流反應(yīng)24h，蒸出過量的二氯亞砜后，將混合物冷卻至室溫，得到產(chǎn)物5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑，反應(yīng)式為:
9.如權(quán)利要求2所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物B可以由以下方法制備得到:提供結(jié)構(gòu)式如式C所示的化合物C，式中，R3為H、C廣C2tl的烷基或C廣C2tl的烷氧基；
10.如權(quán)利要求1所述的含三苯胺-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物在聚合物太陽能電池和有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C07F7/10GK103833965SQ201210471918
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元 申請(qǐng)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