專利名稱：含聯(lián)噻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
含聯(lián)噻唑單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及一種含聯(lián)噻唑單元的聚合物及其制備方法和使用該含聯(lián)噻唑單元的聚合物的太陽能電池器件。
背景技術(shù)：
能源問題是世界各國十分關(guān)注的重大問題。太陽能是未來人類最理想的替代能源，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池也是研究的熱點。近年來興起的共軛聚合物薄膜太陽能電池具有成本低、重量輕、制作工藝簡單、可制備成柔性器件等突出優(yōu)點。此外，有機材料種類繁多、可設(shè)計性強，有希望通過材料的設(shè)計和優(yōu)化來提高太陽能電池的性能。含有聯(lián)噻唑單元的聚合物中，由于噻唑是典型的缺電子單元，包含一個吸電子的亞胺基團，因此含有聯(lián)噻唑單元的聚合物具有較高的空穴遷移率，顯示出了優(yōu)良的光伏性能。然而，現(xiàn)有的含有聯(lián)噻唑單元的聚合物的能帶隙(HOMO能級與LUMO能級之間的能級差)較寬，降低了對太陽能光譜中光子的吸收率，從而使得使用含有聯(lián)噻唑單元的聚合物的有機太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)化效率較高的含聯(lián)噻唑單元的聚合物。此外，還有必要提供一種含聯(lián)噻唑單元的聚合物的制備方法。此外，還有必要提供一種使用該含聯(lián)噻唑單元的聚合物的太陽能電池器件。一種含聯(lián)噻唑單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式:
權(quán)利要求
1.一種含聯(lián)噻唑單元的聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:
2.一種含聯(lián)噻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B，A為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含聯(lián)噻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所述的含聯(lián)噻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、四三苯基膦鈀或三二亞芐基丙酮二鈀，所述有機膦配體為三叔丁基膦、三對甲苯基膦或2-雙環(huán)己基磷-2 ’，6 ’ - 二甲氧基聯(lián)苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含聯(lián)噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述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所述的含聯(lián)噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于所述Heck耦合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為70°C 130°C，反應(yīng)時間為24小時 96小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含聯(lián)噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述Heck耦合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為90°C 120°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含聯(lián)噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，還包括將含聯(lián)噻唑單元的聚合物P進(jìn)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(jìn)行Heck耦合反應(yīng)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(jìn)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聯(lián)噻唑單元的聚合物P。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含聯(lián)噻唑單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述抽提采用索氏提取器進(jìn)行。
10.一種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層的材質(zhì)為具有如下結(jié)構(gòu)式的含聯(lián)噻唑單元的聚合物P:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含聯(lián)噻唑單元的聚合物及其制備方法和使用該含聯(lián)噻唑單元的聚合物的太陽能電池器件，該聚合物具有如下結(jié)構(gòu)式其中，R1為C1～C20的烷基，R2為C1～C20的烷基，n為10～50的整數(shù)。含聯(lián)噻唑單元的聚合物，由于在結(jié)構(gòu)中引入了三苯胺單元，三苯胺單元具有優(yōu)良的電子傳輸性，并且三苯胺含氮雜芳環(huán)常常作為缺電子中心是電子給體單元，噻唑和三苯胺之間形成推拉電子的結(jié)構(gòu)，增強π電子的離域性，達(dá)到吸收光譜紅移、降低聚合物帶隙的目的，同時噻唑包含一個吸電子亞胺基團，使得聚合物表現(xiàn)出較高的空穴遷移率，噻唑上連接烷基鏈可以增加共聚物的溶解性能，該聚合物的制備方法簡單易大規(guī)模生產(chǎn)，將上述含聯(lián)噻唑單元的聚合物應(yīng)用于太陽能電池能大幅度提高能量轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號C08G61/12GK103159937SQ201110415420
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者周明杰, 王平, 張振華, 梁祿生 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