含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件的制作方法
【專利摘要】一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，R1為C1~C20的烷基，R2為C1~C20的烷基，n為10~100的整數(shù)。該含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物含有噻吩-苯-噻吩單元和咔唑單元，該含噻吩-苯-噻吩單元聚合物的空穴遷移率的較高，對太陽光有較高的吸收系數(shù)，能隙在1.5eV～1.6eV，在300nm～700nm范圍內(nèi)具有較寬的吸收范圍及易修飾的光物理性質(zhì)，通過烷基鏈能夠調(diào)整該聚合物的溶解性和成膜性，是一種性能良好的聚合物發(fā)光材料，將該聚合物發(fā)光材料應(yīng)用于太陽能電池器件中從而解決太陽能電池器件低效率問題。本發(fā)明還提供一種上述含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法及使用該含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
【專利說明】含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其制備方法和使用該含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
【【背景技術(shù)】】
[0002]自1977年日本科學(xué)家白川英樹發(fā)現(xiàn)聚乙炔導(dǎo)電以來，這種被稱為“第四代高分子”材料的導(dǎo)電聚合物以其突出的光電性能吸引了眾多科學(xué)家進行研究。導(dǎo)電高分子同具有相同或相近用途的無機材料相比，具有密度低，易加工，合成選擇范圍廣等優(yōu)點。由于這類材料結(jié)構(gòu)的共軛特性，使它能傳輸電荷，受激發(fā)光，從而能夠或潛在可能在許多電子或光電子器件上得到應(yīng)用，例如包括聚合物發(fā)光二極管，光伏打電池，場效應(yīng)等。潛在的應(yīng)用前景和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域促使科學(xué)家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，包括共軛結(jié)構(gòu)小分子，以及聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚芴等。
[0003]研究人員一直在努力尋求改善和提高聚合物發(fā)光二極管、光伏打電池、場效應(yīng)性能的方法，材料是最重要的因素之一。所以許多研究小組一直致力于開發(fā)具有高量子效率，色純度好，長期穩(wěn) 定性好的發(fā)光聚合物，以及可見光范圍吸收波段寬、載流子遷移率高的聚合物。要實現(xiàn)這些目標，需要研制更多的新型共軛分子材料和聚合物材料，其中，設(shè)計合成新型共軛單元就顯得十分重要。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)化效率較高的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物。
[0005]此外，還有必要提供一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法。
[0006]此外，還有必要提供使用含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
[0007]一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:

2.一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和化合物B，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自甲苯、N，N-二甲基甲酰胺及四氫呋喃中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀、醋酸鈀或三二亞芐基丙酮二鈀，所述有機膦配體為三叔丁基膦、三鄰甲苯基膦或2-雙環(huán)己基膦-2’，6’ - 二甲氧基聯(lián)苯，所述有機鈀與所述有機膦配體的摩爾比為1:41:8。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑中的有機鈀與所述化合物A的摩爾比為1:2(Tl: 100。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述Suzuki耦合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為90°C~120°C，反應(yīng)時間為24小時~?1小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液選自碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液及碳酸氫鈉溶液中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述堿溶液中的溶質(zhì)與化合物A的摩爾比為20: 1~50:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，還包括將含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物P進行分離純化的步驟，所述分離純化步驟如下:向所述化合物A和化合物B進行Suzuki耦合反應(yīng)后的溶液中加入甲醇沉析并過濾，將過濾得到的固體依次用甲醇和正己烷進行抽提，將經(jīng)過抽提后的固體用氯仿抽提，收集氯仿溶液后蒸發(fā)溶劑得到純化后的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物P。
10.一種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層包括電子給體材料及電子受體材料，所述電子受體材料為[6，6]苯基-C61-丁酸甲酯或者[6，6]-苯基-C71-丁酸甲酯，所述電子給體材料具有如下結(jié)構(gòu)式的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物P:

【文檔編號】C07D519/00GK103833990SQ201210492765
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 張振華, 馮小明 申請人: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