一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用，所述含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物為具有如下通式的化合物P，式中，R1，R2為C1~C26的烷基，R3，R4為H或C8~C20的烷基，n為10~84之間的整數(shù)。所述含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物含有新的苯并二(苯并噻二唑)共軛單元，其吸收光譜發(fā)生紅移，與太陽(yáng)光譜的匹配度高，同時(shí)具有平面共軛結(jié)構(gòu)，載流子遷移速率及能量轉(zhuǎn)換效率高，制備方法簡(jiǎn)單可控，在聚合物太陽(yáng)能電池、有機(jī)電致發(fā)光器件等光電材料領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]制備成本低、效能高的太陽(yáng)能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前已商業(yè)化的硅太陽(yáng)能電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，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)而具有優(yōu)越的市場(chǎng)前景。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992，258，1474)上報(bào)道共軛聚合物與C60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。
[0003]目前聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率仍然比硅太陽(yáng)能電池低，原因之一是由于聚合物的載流子遷移率比無(wú)機(jī)單晶材料的遷移率低了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。而目前使用的共軛聚合物光電池材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜不能很好地匹配，是導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移效率低的另一重要原因。為進(jìn)一步提高聚合物太陽(yáng)能電池的性能，可采用具有較寬吸收光譜的極窄帶隙聚合物做給體和受體，提高對(duì)太陽(yáng)能的吸收利用。
[0004]用于光電材料的含有芴單元和苯并噻二唑單元的共軛聚合物已見(jiàn)報(bào)道，但在實(shí)際應(yīng)用中獲得的能量轉(zhuǎn)換效率依然較低。因此，開(kāi)發(fā)新的聚合物材料，提高光電材料的能量轉(zhuǎn)換效率對(duì)于有機(jī)太陽(yáng)能電池的發(fā)展有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。
[0006]本發(fā)明的目的還在于提供含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法及應(yīng)用。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，為如下結(jié)構(gòu)式所示的化合物P:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，為具有如下通式的化合物P:


2.一種含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，包括以下操作步驟: 提供化合物A和化合物B，化合物A和B的結(jié)構(gòu)式分別為:

3.如權(quán)利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物A的制備方法包括以下操作步驟: (1)4-硝基苯-1，2- 二胺與二氯亞砜及吡啶反應(yīng)，分離得到5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑，反應(yīng)式為:
4.如權(quán)利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，化合物B的制備方法包括以下操作步驟: 提供化合物D，其中，R3，R4為H或CiTC2tl的烷基:

5.如權(quán)利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀、雙三苯基磷二氯化鈀或四(三苯基膦)鈀。
6.如權(quán)利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的摩爾用量為化合物A摩爾用量的0.59TlO%。
7.如權(quán)利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為Na2CO3水溶液，所述Na2CO3水溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量為化合物B的物質(zhì)的量的2~20倍。
8.如權(quán)利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述分離純化的操作為:反應(yīng)后，向反應(yīng)液中加入去離子水和甲苯進(jìn)行萃取，取有機(jī)相，減壓蒸餾后加入無(wú)水乙醇中，析出沉淀，抽濾、烘干后得到固體粉末，用氯仿將固體粉末溶解后，以乙酸乙酯與正己烷的混合溶劑或甲苯為洗脫液，用硅膠層析柱進(jìn)行分離，層析液減壓蒸餾后用甲醇沉降，抽濾，所得固體用丙酮在索氏提取器中提取三天，再用甲醇沉降，抽濾，真空抽濾過(guò)夜，得到含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的應(yīng)用，其特征在于，所述含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物用于制備聚合物太陽(yáng)能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件或有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
【文檔編號(hào)】H01L51/54GK103772657SQ201210407213
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元, 黃佳樂(lè), 李滿園 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