含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物及其制備方法與聚合物太陽(yáng)能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物，為具有如下通式的化合物P，式中，R1，R2獨(dú)立地為C1~C20的烷基，n為10~100的整數(shù)。本發(fā)明還公開(kāi)了該共聚物的制備方法以及以該共聚物作為聚合物太陽(yáng)能電池中的活性層的電子給體材料的聚合物太能陽(yáng)電池。本發(fā)明含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物光譜吸收范圍寬、帶隙小、光吸收能力強(qiáng)、光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以解決現(xiàn)有聚合物太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物及其制備方法與聚合物太陽(yáng)能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及含苯并噻二唑-二苯并噻吩苯并二噻吩共聚物及其制備方法與器件。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物太陽(yáng)能電池是繼無(wú)機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池之后光伏發(fā)電領(lǐng)域的另一新發(fā)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)硅太陽(yáng)能電池相比，聚合物太陽(yáng)能電池柔韌性好，可卷曲折疊，而且制作工藝簡(jiǎn)單，原料易得，成本低，制備過(guò)程中也不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，因而近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。
[0003]太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光的利用是影響能量轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要的因素，其中活性層是太陽(yáng)能電池中吸收利用太陽(yáng)光的主要結(jié)構(gòu)，但是由于目前的聚合物太陽(yáng)能電池大多以聚3-己基噻吩和[6，6]-苯基-C61- 丁酸甲酯復(fù)合材料(表示為P3HT/PCBM)作為活性層的材質(zhì)，其吸收光譜與太陽(yáng)光譜不能很好地匹配，導(dǎo)致活性層對(duì)太陽(yáng)光的利用能力不高，太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率低下，極大地限制了聚合物太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供一種含苯并噻二唑-二苯并噻吩苯并二噻吩共聚物，該共聚物具有光吸收能力強(qiáng)、光化學(xué)穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，可用作聚合物太陽(yáng)能電池的活性層材料，提高聚合物太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明還提供了該共聚物的制備方法以及由該共聚物作為聚合物太陽(yáng)能電池中的活性層電子給體材料的聚合物太陽(yáng)能電池。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物，為具有如下通式化合物P:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物，其特征在于，為具有如下通式的化合物P:
2.一種含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 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所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機(jī)鈀或有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物。
4.如權(quán)利要求2所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀與所述化合物A的摩爾比為1:20~100。
5.如權(quán)利要求2所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀醋酸鈀與三鄰甲苯基膦混合物、醋酸鈀與三鄰甲苯基膦混合物、或三二氬芐基丙酮二鈀與2-雙環(huán)己基膦-2’，6’ - 二甲氧基聯(lián)苯混合物。
6.如權(quán)利要求3所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物中，有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的摩爾比為1:4~8。
7.如權(quán)利要求2所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的至少一種。
8.如權(quán)利要求2所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述Stille耦合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為90~120°C，反應(yīng)時(shí)間為12~48小時(shí)。
9.如權(quán)利要求2所述含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物的制備方法，其特征在于，所述分離提純的操作為=Stille耦合反應(yīng)結(jié)束后，往反應(yīng)液中加入甲醇進(jìn)行沉析并過(guò)濾，將過(guò)濾得到的固體依次用甲醇和正己烷進(jìn)行抽提，然后以氯仿為溶劑抽提至無(wú)色，收集氯仿溶液并旋干，得到紅色粉末，在真空下50°C干燥24h，得到純凈的含萘并二噻吩和吡咯并吡咯二酮共聚物。
10.一種聚合物太陽(yáng)能電池器件，包括依次層疊的襯底、陽(yáng)極、緩沖層、活性層和陰極，所述活性層包括電子給體材料和電子受體材料，所述活性層電子給體材料為權(quán)利要求1所述含萘并二噻 吩和吡咯并吡咯二酮共聚物。
【文檔編號(hào)】C08G61/12GK103881062SQ201210564453
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 張振華, 鐘鐵濤 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