含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下：其中，n為5~60之間的自然數(shù)；R1為H、C1~C16的烷基或C1~C16的巰基，R2為C1~C12的烷基或如下結(jié)構(gòu)式中的任意一種：其中，R’為C1~C12的烷基。上述含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物中，將苯并二噻吩類(lèi)衍生物與咔唑給體單元作為聚合物主鏈，而將受體單元2-硫代-4-噻唑衍生物作為聚合物側(cè)鏈，通過(guò)給體單元和受體單元之間的這種“推-拉電子”的相互作用，降低共軛聚合物的能隙，上述含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的光吸收范圍較寬。本發(fā)明還公開(kāi)了上述含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】含昨唑—苯并二噻吩的共輛聚合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及一種含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)太陽(yáng)能電池由于具有無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池?zé)o法比擬的一些優(yōu)點(diǎn)，如成本低廉，制作工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品重量輕，可大面積柔性制備等優(yōu)點(diǎn)，作為一種具有潛力的可再生能源受到人們的廣泛關(guān)注。在過(guò)去的十年里，有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能有了穩(wěn)步提高，能量轉(zhuǎn)換效率已接近10%。盡管有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率得到了大幅提高，但是，到目前為止，有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率 比無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池還是要低很多。因此，要想實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽(yáng)能電池的商業(yè)化，開(kāi)發(fā)新型的有機(jī)半導(dǎo)體材料對(duì)于提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率具有重要意義。
[0003]由于近年來(lái)在共軛聚合物的設(shè)計(jì)和有機(jī)太陽(yáng)能電池器件制造工藝上的進(jìn)步，有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率已取得很大提高。有機(jī)太陽(yáng)能電池未來(lái)面臨的挑戰(zhàn)之一就是合成新型的P-型共軛聚合物，它需要具備以下特點(diǎn):(a)良好的溶解性，有利于溶劑加工，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；(b)對(duì)整個(gè)太陽(yáng)光光譜有寬而強(qiáng)的吸收；(c)高的載流子遷移率，有利于載流子傳輸。
[0004]然而，傳統(tǒng)的聚合物材料的光吸收范圍較窄。因此，如何拓寬聚合物材料的光吸收范圍，使其光吸收范圍最大程度地覆蓋整個(gè)太陽(yáng)光光譜將是研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種光吸收范圍較寬的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法。
[0006]此外，還有必要提供一種含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物在有機(jī)太陽(yáng)能電池器件、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)、有機(jī)非線性材料及有機(jī)激光中的應(yīng)用。
[0007]一種含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)通式如下:

2.一種含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 分別提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物A和化合物B:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的加入量為所述化合物B的摩爾數(shù)的0.01%~5% ； 所述催化劑為有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物或有機(jī)鈀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物中，所述有機(jī)鈀與所述有機(jī)膦配體的摩爾比為1:2~1:20 ;所述有機(jī)鈀為三(二亞芐基丙酮)二鈀、四(三苯基膦)鈀或二(三苯基膦)二氯化鈀；所述有機(jī)膦配體為三(鄰甲基苯基)膦。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃、N，N- 二甲基甲酰胺或甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物A由如下步驟制得: 提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物C和化合物D:
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物B由如下步驟制得: 提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物F和化合物G:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述分離提純的操作為: 將反應(yīng)液過(guò)濾收集濾渣，將所述濾渣依次用蒸餾水和乙醇洗滌，再用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得到的晶體即為提純后的所述化合物B。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述分離純化的操作為: 將反應(yīng)體系減壓蒸發(fā)除去過(guò)量的所述有機(jī)溶劑，接著將殘余液體滴加到甲醇中進(jìn)行沉降，抽濾后得到的固體用甲醇洗滌，干燥后氧化鋁柱層析，接著氯仿淋洗并收集洗液，蒸發(fā)除去所述洗液中的有機(jī)溶劑后收集剩余液體滴加到甲醇中進(jìn)行沉降，抽濾后收集的固體用丙酮索氏提取三天，收集液相并將所述液相滴加到甲醇中進(jìn)行沉降，真空泵下抽過(guò)夜，得到的固體即為純化后的所述含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含咔唑-苯并二噻吩的共軛聚合物在有機(jī)太陽(yáng)能電池器件、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)、有機(jī)非線性材料或有機(jī)激光中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01L51/46GK103936970SQ201310025033
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 李滿園, 黃佳樂(lè), 黎乃元 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