含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物及其制備方法和有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)太陽(yáng)能電池材料領(lǐng)域，尤其涉及一種含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚 合物及其制備方法。本發(fā)明還涉及一種使用該含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物作為活化層 電子給體材料的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 利用廉價(jià)材料制備低成本、高效能的太陽(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(lái)人們一直在尋找新型的太陽(yáng)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，et al. Science, 1992, 258, 1474)上報(bào)道共軛聚合物與C6Q之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們 在聚合物太陽(yáng)能電池方面投入了大量研究，并取得了飛速的發(fā)展，但是仍比無(wú)機(jī)太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于上述問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于提供一種光轉(zhuǎn)化效率較高的含二噻吩 苯并三唑側(cè)鏈的聚合物。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] 本發(fā)明提供的一種含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物，其結(jié)構(gòu)通式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)通式如下：
式中，R1, R2均為C1~C2tl的烷基，η為10~100的整數(shù)。
2. -種如權(quán)利要求1所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物的制備方法，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Β，
其中，R1, R2均為C1-C2tl的烷基； 在無(wú)氧環(huán)境下，將摩爾比為1:1~1. 2的化合物A和化合物B添加入含有催化劑和堿 溶液的有機(jī)溶劑中溶解，于70~130°C下進(jìn)行Suzuki耦合反應(yīng)12~96小時(shí)，降溫后停止 耦合反應(yīng)，分離提純反應(yīng)液，得到如下結(jié)構(gòu)通式的所述含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物：
式中，R1, R2均為C1~C2tl的烷基，η為10~100的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物的制備方法，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；所述催化劑與所述化合物A的摩爾比 為 1:20 ~1:100。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物的制備方法，其特征在于， 所述催化劑為摩爾比為1:4~8的醋酸鈀與三（鄰甲基苯基）膦混合物，或者摩爾比為 1:4~8的三二氬芐基丙酮二鈀與2-雙環(huán)己基膦-2'，6' -二甲氧基聯(lián)苯混合物；所述催 化劑與所述化合物A的摩爾比為1:20~1:100。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈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；所述堿溶液中，堿 溶質(zhì)與化合物A的摩爾比為20:1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物的制備方法，其特征在于， 所述有機(jī)溶劑選自甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物的制備方法，其特征在于， Suzuki耦合反應(yīng)溫度為90~120°C、反應(yīng)時(shí)間為36~60小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物的制備方法，其特征在于， 分離提純反應(yīng)液包括步驟： Suzuki耦合反應(yīng)停止后，向反應(yīng)液中加入甲醇沉析，通過(guò)索氏提取器過(guò)濾之后依次用 甲醇和正己烷抽提，然后以氯仿為溶劑抽提至無(wú)色，收集氯仿溶液并旋干得到粉末，收集后 的粉末再在真空下50°C干燥24h后，得到所述含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物。
9. 一種有機(jī)太陽(yáng)能電池器件，其特征在于，其活化層的電子給體材料采用如權(quán)利要求 1所述的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物。
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)太陽(yáng)能電池材料領(lǐng)域，其公開了一種含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物及其制備方法和有機(jī)太陽(yáng)能電池器件；該聚合物的結(jié)構(gòu)通式如下：式中，R1，R2均為C1～C20的烷基，n為10～100的整數(shù)。本發(fā)明提供的含二噻吩苯并三唑側(cè)鏈的聚合物中，二噻吩苯并三唑(BTz)側(cè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)重要的電子受體單元，有利于降低聚合物帶隙；蒽具有較高的熒光量子產(chǎn)率和良好的熱穩(wěn)定性。將上述含三苯胺側(cè)鏈的共聚物應(yīng)用于太陽(yáng)能電池中，可以提高光轉(zhuǎn)化效率。
【IPC分類】C08G61-12, H01L51-46
【公開號(hào)】CN104629013
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310567294
【發(fā)明人】周明杰, 張振華, 王平, 黃輝
【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
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月14日