專利名稱：苯并吡咯二酮基的半導體聚合物及其制備、用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種可溶液處理的有機半導體材料，尤其是一種苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物及其制備、用途。
背景技術：
能源問題越來越成為世界各國需要面臨和解決的首要問題。可再生能源中的太陽能受到重要關注。目前無機太陽能電池的發(fā)展迅速，光電轉化效率不斷提高。但受高成本的限制，難以進行大規(guī)模應用。而有機聚合物太陽能電池近年來受到科學研究者的極大重視。有機聚合物太陽能電池材料的特點在于有機材料的種類多，結構具有可剪裁、性能具有可調(diào)控，可實現(xiàn)溶液加工處理，制備大面積的柔性器件，有望實現(xiàn)低成本和大規(guī)模的エ業(yè)應用。(參見文獻Gao, J. , Yu, G. , and Heeger, A. J. , Polymer p-i-n JunctionPhotovoltaic Cells, Adv. Mater. ,10,692-695. (1998) ；Dennler, G. , Scharber, M. C. &Brabec, C. J. Polymer-fullerene bulk—heterojunction solar cells. Adv. Mater. 21,1323-1338(2009).)?；诘湍芟豆曹椌酆衔镉糜谔柲茈姵乇倔w異質(zhì)結結構中的空穴傳輸材料，近年來成為有機薄膜太陽能電池研究的大熱點，而且聚合物太陽能電池的能量轉換效率近年迅速提高(參見文獻Li, G. , Zhu, R. , and Yang, Y. , polymer solar cells, Naturephotonics, 6,153-161 (2012))。新型空穴傳輸聚合物材料的設計、合成和應用研究是ー個重要方向，也具有很大的挑戰(zhàn)，新聚合物材料的合成、開發(fā)對有機太陽能電池的發(fā)展具有重要的貢獻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種可溶性的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物及其制備、用途。本發(fā)明的半導體聚合物具有新穎的剛性平面的大n共軛的可溶性的苯并吡咯ニ酮單元和柔性促溶的烷基鏈，是主鏈共軛的可溶液加工的低能隙聚合物，初歩薄膜光伏器件研究表明這類材料具有薄膜光伏應用潛力。本發(fā)明的目的是通過以下的技術方案實現(xiàn)的第一方面，本發(fā)明涉及一種苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物，所述半導體聚合物的結構式如式(I)所示
權利要求
1.一種苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物，其特征在于，所述半導體聚合物的結構式如式⑴所示
2.一種制備如權利要求I所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的方法，其特征在于，包括如下步驟 a、將未被烷基取代的苯并吡咯ニ酮的中間體A，在有機溶劑中加熱反應引入柔性烷基側鏈，得到烷基取代的苯并吡咯ニ酮単體M ; b、將烷基取代的苯并吡咯ニ酮基的単體M與ニ甲基錫共軛単體D在無水有機溶劑中共聚，索氏提取得到所述的半導體聚合物。
3.根據(jù)權利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的制備方法，其特征在干，步驟a中，所述中間體A的結構式如式(II)所示
4.根據(jù)權利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的制備方法，其特征在干，步驟a中，所述在有機溶劑中加熱反應引入可溶性的烷基側鏈具體為將中間體A以極性有機溶劑為介質(zhì)，無機堿為催化劑，50 100°C加熱4 48小時；以重量比為I : 0.05 I 20的ニ氯甲烷和石油醚為洗脫劑，洗脫得到単體M。
5.根據(jù)權利要求4所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的制備方法，其特征在干，所述極性有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮；所述無機堿為叔丁基醇鉀。
6.根據(jù)權利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的制備方法，其特征在干，步驟b中，所述ニ甲基錫共軛単體D的結構式如式(IV)所示
7.根據(jù)權利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的制備方法，其特征在干，步驟b中，所述共聚的反應時間為6 48小時，反應溫度為80°C 120°C;所述無水有機溶劑為無水甲苯、無水氯苯或四氫呋喃。
8.根據(jù)權利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物的制備方法，其特征在干，步驟b中，所述索氏提取依次采用的溶劑為甲醇、正己烷和氯仿。
9.一種如權利要求I所述的苯并吡咯ニ酮基的半導體聚合物與PC71BM共混作為半導體有機層在有機光伏器件測 試中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苯并吡咯二酮基的半導體聚合物及其制備、用途。所述苯并吡咯二酮衍生物的結構式如下其中，R1為C8～C20烷烴鏈，R2為C8～C20烷烴鏈，n≥1。本發(fā)明還涉及所述苯并吡咯二酮基的半導體聚合物的制備方法以及其作為半導體活性層在有機薄膜光伏器件中的用途。本發(fā)明的苯并吡咯二酮基的半導體聚合物含新穎的剛性平面的大π共軛的可溶性的苯并吡咯二酮單元和柔性促溶的烷基鏈，是主鏈共軛的可溶液加工的低能隙聚合物，薄膜光伏器件研究表明這類材料具有薄膜光伏應用潛力。
文檔編號C08G61/12GK102643410SQ20121009706
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權日2012年4月5日
發(fā)明者張清, 曹康麗, 李樹崗, 胡超, 鄧平 申請人:上海交通大學