專利名稱：萘并[2,3-c]噻吩-4,9-二酮類聚合物及在太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及萘并[2，3-C]噻吩_4，9-二酮類材料的制備及其在太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，由于苯并二噻吩(BDT)基具有較好的共平面性，高的空穴遷移率以及合適的電子能級(jí)等特點(diǎn)備受科研人員的關(guān)注。2008年，Yang Yang等首次報(bào)道了使用BDT作為電子給體單元合成了一系列D-A共軛聚合物材料并制備成光伏器件，顯示出了優(yōu)良的光伏性能[Jianhui Hou, Mi-Hyae Park, Shaoqing Zhang, Yan Yao, Li-MinChen, Juo-Hao Li, Yang Yang. Macromolecules, 2008, 41, 6912-6018. ] 隨后，基于 BDT單元的共軛聚合物的合成及應(yīng)用被大量報(bào)道，這些聚合物展現(xiàn)出了非常好的光電性質(zhì)，其中報(bào)道的最高光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了 7. 73%[Hsiang-Yu Chenl, Jianhui Hou, ShaoqingZhang, Yongye Liang, Guanwen Yang, Yang Yang, Luping Yu, Yueffu, Gang Li. NaturePhotonics, 2009, 3, 649-653.]。萘并[2，3-c]噻吩-4，9-二酮(NTDO)作為一個(gè)出色的電子受體單元，近來(lái)受到了科研人員的廣泛關(guān)注，基于NTDO基的聚合物在聚合物太陽(yáng)能電池等方面得到了相關(guān)的研究[(I)Chaohua Cui, Xi Fan, Maojie Zhang, Jing Zhang, Jie Min, Yongfang Li. ChemicalCommunications. 2011, 47, 11345-11347. (2)Chaohua Cui, Haijun Fan, Xia Guo, MaojieZhang, YoujunHe, Xiaowei Zhan, Yongfang Li. Polymer Chemistry. 2012，3，99-104.]。但是，將6，7- 二辛氧基萘并[2，3-c]噻吩_4，9_ 二酮及其衍生物作為電子受體單元與BDT等其他優(yōu)良的電子給體單元共聚得到的聚合物在聚合物太陽(yáng)能電池方面的應(yīng)用還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。在此我們首次報(bào)道了 PBDTNTD0-C1、PBDTNTD0-C2及PBDTNTD0-C3等材料的合成，對(duì)材料進(jìn)行了詳細(xì)地表征，并對(duì)其在太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制備6，7- 二辛氧基萘并[2，3-c]噻吩_4，9_ 二酮及衍生物與苯并二噻吩(BDT)的二錫化合物通過(guò)Stille偶聯(lián)得到一系列窄帯隙聚合物光伏材料。本發(fā)明的另一目的在于詳細(xì)提供了上述材料的太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用方法。本發(fā)明的聚合物的結(jié)構(gòu)如下所示
權(quán)利要求
1.聚合物的結(jié)構(gòu)如下所示
2.權(quán)利要求I的所述的PBDTNTD0-C1、PBDTNTD0-C2或PBDTNTD0-C3聚合物的應(yīng)用，將所述三種聚合物材料用于制備聚合物太陽(yáng)能電池中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，將所述的聚合物與電子受體材料混合，加入溶劑使混合物充分溶解，通過(guò)旋涂的方式在導(dǎo)電玻璃上制備成薄膜，然后經(jīng)真空蒸鍍?cè)谟袡C(jī)薄膜上制備金屬電極，制備成聚合物太陽(yáng)能電池器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，所述電子受體材料為PC71BM及其衍生物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，所述的溶劑為氯苯或鄰二氯苯。
全文摘要
將6,7-二辛氧基萘并[2,3-c]噻吩-4,9-二酮(NTDO)及其衍生物與苯并二噻吩(BDT)的二錫化合物通過(guò)Stille偶聯(lián)得到了一系列聚合物PBDTNTDO-C1、PBDTNTDO-C2和PBDTNTDO-C3等。這系列聚合物均具有良好的光電轉(zhuǎn)換性能，可以廣泛地應(yīng)用于聚合物太陽(yáng)能電池中。具體是將PBDTNTDO-C1、PBDTNTDO-C2和PBDTNTDO-C3作為給體材料，分別與PC71BM受體混合，通過(guò)溶液旋涂的方法在ITO導(dǎo)電玻璃上制備出一層半透明薄膜，然后通過(guò)真空蒸鍍的方式在聚合物薄膜層上蒸鍍金屬電極，制備成聚合物太陽(yáng)能電池器件，初測(cè)其能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)分別為1.96%，1.01%和2.21%。
文檔編號(hào)C08G61/12GK102816298SQ20121021376
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者鄒應(yīng)萍, 陳學(xué)文, 劉波, 唐萬(wàn)軍, 肖璐 申請(qǐng)人:中南大學(xué)