吡咯并吡咯二酮基聚合物、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于太陽能電池材料領(lǐng)域，其公開了一種吡咯并吡咯二酮基聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：式中，R1、R2均為C1～C20的烷基，n為10-50的整數(shù)。本發(fā)明提供的吡咯并吡咯二酮基共聚物中，吡咯并吡咯二酮(DPP)具有吸收強(qiáng)、光化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，DPP可以通過N原子進(jìn)行烷基鏈的修飾，當(dāng)增加連接到DPP的3位和6位的噻吩的長(zhǎng)度時(shí)，吸收范圍變寬，同時(shí)帶隙也變小等，這些性質(zhì)都可以提高有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率。
【專利說明】吡咯并吡咯二酮基聚合物、其制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池材料領(lǐng)域，尤其涉及一種吡咯并吡咯二酮基聚合物及其制備方法。本發(fā)明還涉及吡咯并吡咯二酮基聚合物在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]利用廉價(jià)材料制備低成本、高效能的太陽能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前用于地面的硅晶電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。為了降低電池成本，拓展應(yīng)用范圍，長(zhǎng)期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。有機(jī)半導(dǎo)體材料以其原料易得、廉價(jià)、制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境穩(wěn)定性好、有良好的光伏效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, etal.Science, 1992，258，1474)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柲茈姵胤矫嫱度肓舜罅垦芯?，并取得了飛速的發(fā)展，但是仍比無機(jī)太陽能電池的轉(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)體材料的光譜響應(yīng)與太陽輻射光譜不匹配，有機(jī)半導(dǎo)體相對(duì)較低的載流子遷移率以及較低的載流子的電極收集效率等。為了使聚合物太陽能電池得到實(shí)際的應(yīng)用，開發(fā)新型的材料，進(jìn)而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)。
[0003]吡咯并吡咯二酮(DPP)具有吸收強(qiáng)、光化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，非常有潛力應(yīng)用于有機(jī)太陽能電池中。DPP可以通過N原子上進(jìn)行烷基鏈的修飾，當(dāng)增加連接到DPP的3，6位的噻吩的長(zhǎng)度時(shí)，吸收范圍變寬，同時(shí)帶隙也變小，這些性質(zhì)對(duì)于太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的提高是有力的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種可以提高有機(jī)太陽能電池能量轉(zhuǎn)化效率的吡咯并吡咯二酮基聚合物。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種吡咯并吡咯二酮基聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種吡咯并吡咯二酮基聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式
2.一種吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，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B，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為雙三苯基膦二氯化鈀或四三苯基膦鈀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物；所述有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的摩爾比為1:4~8。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀為醋酸鈀或三二氬芐基丙酮二鈀；所述有機(jī)膦配體為三鄰甲苯基膦或者2-雙環(huán)己基勝-2’ ,6，-二甲氧基聯(lián)苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:2(Tl: 100。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，所述Heck耦合反應(yīng)溫度為90~120° C反應(yīng)時(shí)間為24~96小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲苯、N，N-二甲基甲酰胺及四氫呋喃中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制備方法，其特征在于，Heck耦合反應(yīng)停止后，還需要對(duì)吡咯并吡咯二酮基聚合物進(jìn)行純化處理: Heck耦合反應(yīng)停止后，向反應(yīng)后得到的混合液中滴加甲醇中進(jìn)行沉降，隨后通過索氏提取器過濾之后依次用甲醇和正己烷抽提24h，然后以氯仿為溶劑抽提至無色，收集氯仿溶液并旋干得到純化的吡咯并吡咯二酮基聚合物。
10.一種權(quán) 要求1所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物在有機(jī)太陽能電池的活性層中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01L51/46GK103665341SQ201210346674
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 張振華, 馮小明 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