專利名稱：含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)化合物合成技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
利用廉價(jià)材料制備低成本、高效能的太陽(yáng)能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前用于地面的硅太陽(yáng)能電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。為了降低成本，拓展應(yīng)用范圍，長(zhǎng)期以來(lái)人們一直在尋找新型的太陽(yáng)能電池材料。聚合物太陽(yáng)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)而備受關(guān)注，如果能夠?qū)⑵淠芰哭D(zhuǎn)化效率提高到接近商品硅太陽(yáng)能電池的水平，其市場(chǎng)前景將是非常巨大的。自1992年N. S. Sariciftci等在SCIENCE上報(bào)道共軛聚合物與C6tl 之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們?cè)诰酆衔锾?yáng)能電池方面投入了大量研究，并取得了飛速的發(fā)展。目前，聚合物太陽(yáng)能電池的研究主要集中于給體、受體共混體系，采用PTB7與 PC71BM共混體系的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到7. 4%，但是仍比無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多，限制性能提高的主要制約因素有有機(jī)半導(dǎo)體器件相對(duì)較低的載流子遷移率，器件的光譜響應(yīng)與太陽(yáng)輻射光譜不匹配，高光子通量的紅光區(qū)沒(méi)有被有效利用以及載流子的電極收集效率低等。為了使聚合物太陽(yáng)能電池得到實(shí)際的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)新型的材料，大幅度提高其能量轉(zhuǎn)換效率仍是這一研究領(lǐng)域的首要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物，該聚合物通過(guò)將環(huán)戊二烯二噻吩結(jié)構(gòu)單元、喹喔啉結(jié)構(gòu)單元、噻吩結(jié)構(gòu)單元共聚形成共軛聚合物，從而使得該共聚物具有良好的溶解性、載流子遷移率、熱穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性和有較強(qiáng)的化學(xué)與結(jié)構(gòu)可修飾性。本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、易于操作和控制的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物的制備方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供上述含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物在有機(jī)光電材料、聚合物太陽(yáng)能電池、有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)光存儲(chǔ)器件或/和有機(jī)激光器件中的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物，其分子結(jié)構(gòu)通式為下述(I)
權(quán)利要求
1. 一種含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物，其分子結(jié)構(gòu)通式為下述(I)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物，其特征在于 所述的含烷基芴基團(tuán)結(jié)構(gòu)通式如下，式中，R6^R7為相同或不相同的C1 C15的烷基，
3. 一種含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，包括如下步驟分別提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A、B、C、D，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，其特征在于所述化合物C的制備方法包含如下步驟在20 120°C和有機(jī)溶劑存在的條件下，將二酮類化合物與3，6-二溴鄰苯二胺化合物按摩爾比為1 0.1 10進(jìn)行縮合反應(yīng)1 24h，制得所述化合物C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，其特征在于所述縮合反應(yīng)的有機(jī)溶劑為乙酸、間甲苯酚、對(duì)甲苯磺酸、氯仿、甲醇、乙醇、丁醇中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，其特征在于所述Mille耦合反應(yīng)中化合物A、B、C、D四反應(yīng)物用量的摩爾比為 k i m p，其中，k > m+p > 0，m > 0，ρ > 0，i > 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，其特征在于所述Mille耦合反應(yīng)的催化劑添加量為化合物A摩爾百分比的0. 05% 50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，其特征在于所述催化劑為有機(jī)鈀催化劑或有機(jī)鈀催化劑與有機(jī)膦配體的混合物；所述有機(jī)鈀催化劑為pd2(dba)3、pd(pwg4、pd(pph3)2ci2中的至少一種；所述有機(jī)膦配體為 P(O-Tol)3 ；所述Mille耦合反應(yīng)的有機(jī)溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯、氯苯、甲苯中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物制備方法，其特征在于所述Mille耦合反應(yīng)的溫度為60 130°C，時(shí)間為M 72小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物在有機(jī)光電材料、聚合物太陽(yáng)能電池、有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)光存儲(chǔ)器件或/和有機(jī)激光器件中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含環(huán)戊二烯二噻吩-喹喔啉-噻吩共軛聚合物，其分子結(jié)構(gòu)通式為(I)，式中，x+y+z＝2，且x≥1，0＜z＜1，0＜y＜1；n為整數(shù)，且1＜n≤100；R1選自C1～C20的烷基；R2、R3選自-H、C1～C20的烷基、C1～C20的烷氧基、含烷基或烷氧基苯環(huán)基團(tuán)、含烷基芴基團(tuán)或者含烷基咔唑基團(tuán)；R4、R5選自-H、C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。本發(fā)明的該共聚物具有良好的溶解性、載流子遷移率、熱穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性和有較強(qiáng)的化學(xué)與結(jié)構(gòu)可修飾性，該聚合物制備工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高，易于操作和控制，并適用于太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01L51/46GK102295753SQ20101021032
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者周明杰, 許二建, 黃杰 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