專利名稱：4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能高分子領(lǐng)域，具體涉及ー種4，8_ ニ(5-異辛基噻吩)苯基[I, 2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物及其用于制備聚合物光伏電池的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人口的增長，隨之而來的能源問題日益嚴重，開發(fā)可再生的新能源迫在眉睫。太陽能作為ー種取之不盡的緑色能源，如何將其開發(fā)并被人類有效利用受到了國際社會的廣泛關(guān)注。一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的器件一聚合物太陽能電池，由于制備過程簡單、成本低、重量輕和可制備柔性器件等突出優(yōu)點，近年來成為國內(nèi)外研究熱點，當(dāng)前聚合物太陽能電池研究的焦點是開發(fā)高效的共軛聚合物給體和受體材料來提高其 光電能量轉(zhuǎn)換效率。就給體材料而言，為了獲得良好性能的聚合物材料，一種行之有效的方法是將富電子單元(D)與缺電子單元(A)交替引入共軛聚合物的主鏈，形成的給-受體(D-A-D)型聚合物，這是目前給體聚合物研究的重點。喹喔啉及其衍生物作為ー類新型的缺電單元，近年來備受關(guān)注并取得良好的性能，例如Ergang Wang等合成TQl與PCBM共混，光電轉(zhuǎn)換效率達到6. 0%，[先進材料Adv.Mater. 2010, 22 (46)，5240-5244]。曹鏞等合成 PECz_DTQX，與 PCBM 共混效率為達到 6. 07%,[先進材料 Adv. Mater. 2011，23 (27)，3086-3089]。2009年以來，氟原子因為具有較強的電負性而被引入缺電單元，通過降低給體材料的HOMO能級進而提升器件的光電轉(zhuǎn)換效率。例如Yu Luping等人合成PTB5的HOMO能級為-5. Olev，引入氟原子后PTB4的HOMO能級降低為-5. 12ev，開路電壓由0. 66V升至0. 74V,[美國化學(xué)會志 J. Am. Chem. Soc. 2009，131,7792-7799]。You Wei 等合成 PBnDT-HTAZ 的HOMO能級為-5. 29eV，引入氟原子后(PBnDT-FTAZ)的HOMO能級降為_5. 36ev，開路電壓由
0.68V 提升到 0. 76V, [J. Am. Chem. Soc. 2011，133 (12)，4625-4631]。鑒于上述理論等其它類似研究，在喹喔啉這種缺電子單元上引入氟原子制備新型的含氟D-A-D型給體聚合物有望獲得類似的性能，但是迄今還未見有關(guān)此類材料的制備方法及其應(yīng)用于光伏電池中的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的ー個技術(shù)問題在于開發(fā)新型的含有氟代喹喔啉的D-A-D型給體聚合物材料，滿足聚合物光伏電池光活化層電子給體材料的需要。為此，本發(fā)明ー種4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹
喔啉的共軛聚合物，該聚合物的結(jié)構(gòu)通式如式(I )所示
權(quán)利要求
1.ー種4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[l，2-b;3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)通式如式(I )所示
2.如權(quán)利要求I所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(II)所示
3.如權(quán)利要求I所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(III)所示
4.如權(quán)利要求I所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(IV)所示
5.如權(quán)利要求I所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(V)所示
6.如權(quán)利要求I所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(VI)所示
7.如權(quán)利要求I所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，該聚合物結(jié)構(gòu)式如式(vn)所示
8.如權(quán)利要求I至7中任ー權(quán)利要求所述的4，8-ニ(5-異辛基噻吩)苯基[I, 2-b; 3，4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物用于制備聚合物光伏電池的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬功能高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯(lián)噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其結(jié)構(gòu)通式如I所示。該聚合物通過雙溴代的氟代喹喔啉，與2,6-雙(三甲基錫)-4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯(lián)噻吩進行Stille偶聯(lián)反應(yīng)制備，用于聚合物本體異質(zhì)結(jié)光伏電池的電子給體材料。本發(fā)明公開的聚合物在缺電子單元喹喔啉上引入了強的吸電子基團氟原子，可以有效降低材料的HOMO能級，從而提升聚合物光伏電池的開路電壓。
文檔編號C08G61/12GK102827358SQ20121031693
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者高潮, 武海梅, 王維平, 田地, 叢志遠, 安忠維, 彌育華 申請人:西安近代化學(xué)研究所