一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物及其制備與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物及其制備與應(yīng)用，所述聚合物為具有如下通式的聚合物P，式中，R1、R2為相同的H、C1~C12的烷基或C1~C12的烷氧基；R3、R4為相同或不同的H或C1~C12的烷基，R5為C1~C12的烷基或C1~C12的烷氧基，R6為H或者F，n為10~70之間的自然數(shù)。本發(fā)明的聚合物含有新的環(huán)戊并二噻吩單元和噻吩并噻吩單元，具有新的共軛平面結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的太陽光匹配性和載流子遷移性能，制備方法簡單可控，在聚合物太陽能電池、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。
【專利說明】一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物及其制備與應(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】，特別是涉及一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)太陽能電池由于具有無機(jī)太陽能電池?zé)o法比擬的一些優(yōu)點(diǎn)，如成本低廉，制作工藝簡單，產(chǎn)品重量輕，可大面積柔性制備等優(yōu)點(diǎn)而作為一種有潛力的可再生能源受到人們的廣泛關(guān)注。在過去的十年中，有機(jī)太陽能電池的性能得到穩(wěn)步提高，能量轉(zhuǎn)換效率已接近10%。但是，到目前為止，有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率比無機(jī)太陽能電池還是低很多。
[0003]目前有機(jī)聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率仍然比硅太陽能電池低，原因之一是聚合物的載流子遷移率比無機(jī)單晶材料的遷移率低了好幾個數(shù)量級，而聚合物光電池材料的吸收光譜 與太陽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，提高對太陽光的吸收利用效率。
[0004]提高聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率的方法之一是合成新型P-型共軛聚合物，新型P-型共軛聚合物需要具備以下特點(diǎn):(a)良好的溶解性，利于溶劑加工，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；(b)對整個太陽光譜有寬而強(qiáng)的吸收；(C)載流子遷移率高，利于載流子傳輸。其中，如何拓寬聚合物的光吸收范圍將是研究的重點(diǎn)，通過選擇合適的結(jié)構(gòu)單元組成半導(dǎo)體聚合物，利于將聚合物的光吸收范圍拓寬到紅外、近紅外區(qū)。為實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽能電池的商業(yè)化，開發(fā)新的聚合物材料，提高光電材料的能量轉(zhuǎn)換效率對于有機(jī)太陽能電池的發(fā)展有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物。
[0006]本發(fā)明的目的還在于提供含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法及應(yīng)用。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物，為具有如下通式的聚合物P:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物，其特征在于，為具有如下通式的聚合物
2.一種含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法，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所述的含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為二 (三苯基膦)二氯化鈀或四(三苯基膦)鈀，催化劑的摩爾用量為化合物A摩爾用量的0.01%~5%。
4.如權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀與三鄰甲苯基膦的混合物，三(二亞芐基丙酮)二鈀的摩爾用量為化合物A摩爾用量的0.01%~5%，三(二亞芐基丙酮)二鈀與三鄰甲苯基膦的摩爾比為1:2~1:20。
5.如權(quán)利要求2所述的含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物B的制備方法包括以下操作步驟: (1)、提供化合物a，其中，％、R2為相同的H、CrC12的烷基或C廣C12的烷氧基:

6.如權(quán)利要求5所述的含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述催化劑為二 (三苯基膦)二氯化鈀或四(三苯基膦)鈀，催化劑的摩爾用量為化合物d摩爾用量的0.01%~5%。
7.如權(quán)利要求5所述的含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀與三鄰甲苯基膦的混合物，三(二亞芐基丙酮)二鈀的摩爾用量為化合物d摩爾用量的0.01%~5%，三(二亞芐基丙酮)二鈀與三鄰甲苯基膦的摩爾比為1:2~1:20。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含噻吩并噻吩-環(huán)戊并二噻吩聚合物在聚合物太陽能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件或有機(jī)場效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用。
【文檔編號】H01L51/30GK103848966SQ201210495058
【公開日】2014年6月11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, 管榕, 李滿園, 黃佳樂, 黎乃元 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