專利名稱：9,9-二辛基芴與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，具體涉及一種9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人口的增長，對能源的需求日益上升，而以煤、石油為代表的能源儲量有限，所以開發(fā)可再生的新能源就變得越來越迫切。作為一種綠色，可靠的能源一太陽能，其利用、開發(fā)受到了國際社會的普遍關(guān)注。聚合物太陽能電池具有制備過程簡單、成本低、重量輕和可制備成柔性器件等突出優(yōu)點，近年來成為國內(nèi)外研究熱點，當(dāng)前該領(lǐng)域研究的焦點是開發(fā)高效的給體材料和受體材料，而受體材料目前基本確定為C60的衍 生物如PC61BM和PC71BM，因此開發(fā)性能優(yōu)良的給體聚合物成為當(dāng)前研究的重點。為此，一種將富電子單元(D)與缺電子單元(A)交替引入共軛聚合物的主鏈形成的D-A-D型聚合物 的方法成為目前開發(fā)給體聚合物的主要手段。2003年Takakazu Yamamoto為了實現(xiàn)分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移將喹喔啉和2，5_ 二 (三甲基錫)噻吩試劑聚合，通過對材料的吸收和光能量的測試，首次發(fā)現(xiàn)了這類材料在長波方向有強而寬的吸收，并預(yù)言了其在未來光電器件中的潛在應(yīng)用。喹喔啉及其衍生物作為一類新型的缺電單元，近年來備受關(guān)注并取得良好成績，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]。開路電壓是影響器件性能的主要因素，而給體材料的HOMO能級又決定著器件的開路電壓，為了降低給體的HOMO能級，具強電負(fù)性的氟原子常被引入缺電單元中，并取得了顯著成果。例如Yu Iuping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O. 66V升至O. 74V，[美國化學(xué)會志J. Am. Chem.Soc. 2009，131，7792-7799]。Yang yang 等人合成 PBDTT-C 的 HOMO 能級為-5. 12ev,引入氟原子后PBDTT-CF的HOMO能級降低為-5. 22ev,開路電壓由O. 7V升至O. 76V，[自然光子Nature Photonics. . 2009，3，649-653]?；谏鲜隼碚摵脱芯砍晒?，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型給體聚合物有望進一步降低Η0Μ0，提升開路電壓，從而提高器件光伏性能，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
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種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。本發(fā)明的另一個目的是利用氟原子的吸電子特性，降低聚合物材料的Η0Μ0能級，進而提升光伏電池的開路電壓。為了實現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其結(jié)構(gòu)通式如式I所示
權(quán)利要求
1.一種9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)通式如式I所
2.如權(quán)利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)如式II所示
3.如權(quán)利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)如式III所示
4.如權(quán)利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)如式IV所示
5.如權(quán)利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)如式V所示
6.如權(quán)利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)如式VI所示
7.如權(quán)利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結(jié)構(gòu)如式VII所示
8.如權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的9，9-二辛基芴與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)明的目的在于利用氟原子的吸電子特性，開發(fā)一種新型的含有氟代喹喔啉的D-A-D型給體聚合物材料，降低聚合物材料的HOMO能級。本發(fā)明公開了一種9,9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下所示式中，R1是H或F原子；R2是間位或?qū)ξ惶荚訑?shù)為4到20的直鏈或支鏈的烷氧基苯基，或者是碳原子數(shù)為4到20的直鏈或支鏈的2-烷基噻吩或2,3-二烷基噻吩基；R3是H或碳原子數(shù)為4到20的直鏈或支鏈的烷基。本發(fā)明通過與相應(yīng)的未氟代的聚合物相比較，單氟聚合物的HOMO能級較未氟代的聚合物低0.02～0.2eV，雙氟代聚合物的HOMO能級較未氟代的聚合物低0.05～0.3eV。
文檔編號H01L51/46GK102838733SQ20121031700
公開日2012年12月26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, 劉紅利, 陳鍵, 王戶生, 安忠維, 陳冬 申請人:西安近代化學(xué)研究所