一種萘并二噻吩基共聚物及其制備方法與聚合物太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種萘并二噻吩基共聚物及其制備方法與聚合物太陽能電池，所述萘并二噻吩基共聚物為如下結(jié)構(gòu)式所示的化合物P，式中，R1，R2獨(dú)立地為C1~C20的烷基，n為10~100之間的整數(shù)。所述萘并二噻吩基共聚物具有優(yōu)異的光電性能，且溶解性能和成膜性能良好，將其作為聚合物太陽能電池電子給體材料可與電子受體材料匹配制備成有機(jī)光伏器件，能提高光伏材料分子鏈段內(nèi)和鏈段間排列的有序性和規(guī)整度，從而提高了光伏器件的載流子遷移率和光電轉(zhuǎn)換效率，在聚合物太陽能電池光電材料領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種萘并二噻吩基共聚物及其制備方法與聚合物太陽能電

池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種萘并二噻吩基共聚物及其制備方法與聚合物太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]制備成本低、效能高的太陽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，長期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。聚合物太陽能電池因?yàn)樵蟽r格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡單、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，人們在聚合物太陽能電池方面投入了大量研究，并取得了飛速的發(fā)展。
[0003]但是目前目前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，限制性能提高的主要制約因素有:聚合物太陽能電池相對較低的載流子遷移率，器件的光譜響應(yīng)與太陽輻射光譜不匹配等。為了使聚合物太陽能電池得到實(shí)際的應(yīng)用，開發(fā)新型的材料，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】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種萘并二噻吩基共聚物，該共聚物能增加載流子的傳輸性能，有利于載流子在活性層材料內(nèi)部進(jìn)行更為有效地傳遞；并且增加光譜的吸收范圍，提高載流子遷移率的傳輸速度和效率，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供萘并二噻吩基共聚物的制備方法及聚合物太陽能電池。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供了一種萘并二噻吩基共聚物，為如下結(jié)構(gòu)式所示的化合物P ；
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種萘并二噻吩基共聚物，其特征在于，為如下結(jié)構(gòu)式所示的化合物P;
2.一種萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，包括以下操作步驟: 分別提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和化合物B:
3.如權(quán)利要求2所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，所述Stille耦合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為90~120°C。
4.如權(quán)利要求2所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，所述Stille耦合反應(yīng)的反應(yīng)時間為12~48小時。
5.如權(quán)利要求2所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為有機(jī)鈀或有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物。
6.如權(quán)利要求5所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀為雙三苯基膦二氯化鈀或四三苯基膦鈀，所述有機(jī)鈀與有機(jī)膦配體的混合物為醋酸鈀與三鄰甲苯基膦混合物或三二亞芐基丙酮二鈀與2-雙環(huán)己基膦-2 ’，6 ’ - 二甲氧基聯(lián)苯的混合物。
7.如權(quán)利要求6所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)膦配體的摩爾量為有機(jī)鈕摩爾量的4~8倍。
8.如權(quán)利要求5所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀與化合物A的摩爾比為1:20~1:100。
9.如權(quán)利要求2所述的萘并二噻吩基共聚物的制備方法，其特征在于，需對Stille耦合反應(yīng)制得的所述萘并二噻吩基共聚物進(jìn)行提純分離，所述提純分離方法為: 反應(yīng)結(jié)束后，往反應(yīng)液中加入甲醇沉析，過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色，收集氯仿溶液并旋干得到紅色粉末，收集后在真空下50°C干燥24h后即得到所述萘并二噻吩基共聚物。
10.一種聚合物太陽能電池，依次包括襯底、陽極、緩沖層、活性層和陰極，活性層包括電子給體材料和電子受體材料，其特征在于，所述活性層電子給體材料為權(quán)利要求1所述的萘并二噻吩基共聚物 。
【文檔編號】H01L51/46GK103881060SQ201210564403
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 張振華, 張娟娟 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