一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備與應(yīng)用，所述含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物為具有如下通式的化合物P，式中，R1，R2為C1~C20的烷基，R3為H或C1~C20的烷基，n為1~100之間的整數(shù)。本發(fā)明的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物含有新的噻咯并二(苯并噻二唑)共軛單元，與太陽光譜的匹配度高，同時(shí)為平面共軛結(jié)構(gòu)，載流子遷移速率高，使能量轉(zhuǎn)換效率得到提高，且制備方法簡(jiǎn)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】—種含砸吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備和應(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】，特別是涉及一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法與應(yīng)用。
【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(zhǎng)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(jià)格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)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(chǎng)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?cè)诰酆衔锾柲茈姵胤矫嫱度肓舜罅垦芯?，并取得了飛速的發(fā)展。
[0003]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，原因之一是由于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(gè)數(shù)量級(jí)。而目前使用的共軛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(duì)太陽能的吸收利用。
[0004]用于光電材料的含有噻吩單元和苯并噻二唑單元的共軛聚合物已見報(bào)道，但在實(shí)際應(yīng)用中獲得的能量轉(zhuǎn)換效率依然較低。因此，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(duì)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)明旨在提供一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物。
[0006]本發(fā)明的目的還在于提供含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法及應(yīng)用。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，為具有如下通式的共聚物P:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，為具有如下通式的化合物P:
2.一種含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，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所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物A的制備方法包括以下操作步驟: (1)4-硝基苯-1，2- 二胺與二氯亞砜及吡啶反應(yīng)，分離得到5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑，反應(yīng)式為:
4.如權(quán)利要求2所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，化合物B的制備方法包括以下操作步驟: 提供化合物D，其中，R3為H或C廣C2tl的烷基:
5.如權(quán)利要求2所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀、二(三苯基膦)二氯化鈀或四(三苯基勝)IE。
6.如權(quán)利要求2所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的摩爾用量為化合物A摩爾用量的0.5%~20%。
7.如權(quán)利要求2所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯和甲苯中的一種。
8.如權(quán)利要求2所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述分離純化的操作為:反應(yīng)后，向反應(yīng)液中加入去離子水和甲苯進(jìn)行萃取，取有機(jī)相，減壓蒸餾后加入無水乙醇中，析出沉淀，抽濾、烘干后得到固體粉末，用氯仿將固體粉末溶解后，以甲苯為洗脫液，用中性氧化鋁層析柱進(jìn)行分離，層析液減壓蒸餾后用甲醇沉降，抽濾，所得固體用丙酮在索氏提取器中提取三天，再用甲醇沉降，抽濾，真空抽濾過夜，得到含硒吩并噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的含硒吩并噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）共聚物的應(yīng)用，其特征在于，所述含硒吩并噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）共聚物用于制備聚合物太陽能電池器件和有機(jī)電致發(fā)光器件。
【文檔編號(hào)】C08G61/12GK103833960SQ201210471874
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元 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