一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物及其制備方法，具體的是一種基于聯(lián)二噻吩和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亞基）苯并二呋喃-二酮的半導(dǎo)體共軛聚合物及其制備。本發(fā)明涉及合成的新型給體-受體共軛聚合物具有寬的吸收峰，覆蓋可見光甚至延伸至近紅外區(qū)域，不僅能用于有機(jī)太陽能電池、有機(jī)場效應(yīng)管，在有機(jī)光電探測器中也非常有用，還可應(yīng)用于近紅外光譜的調(diào)制如熱輻射。本發(fā)明所制得的共軛聚合物可溶液加工處理，在有機(jī)電子領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種可溶液加工的超低能帶隙的給體-受體聚合物材料，具體的 是一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物及其制備方法。 【背景技術(shù)】
[0002] 可溶性給體-受體共軛聚合物在有機(jī)電子方面有眾多的應(yīng)用，如紅外探測、有機(jī) 太陽能電池、有機(jī)場效應(yīng)管、有機(jī)發(fā)光二極管和電致變色顯示。有時(shí)，同一種聚合物在不 同的應(yīng)用上都有很好的表現(xiàn)，比如基于吡咯聚合物可應(yīng)用于有機(jī)場效應(yīng)管和有機(jī)太陽能電 池。在其他情況下，只要對(duì)給體-受體聚合物（如異靛藍(lán)）核心進(jìn)行輕微的修改，就可以適 用于不同的應(yīng)用。通過選擇合適的給體（η-富電子）和受體（η-缺電子）單元，可以為 有機(jī)電子的不同應(yīng)用來定制相應(yīng)屬性的目標(biāo)聚合物。盡管目前給體-受體聚合物材料合成 很多，大多能覆蓋可見光并延伸至盡紅外領(lǐng)域，但是，到目前為止，聚合物材料的能帶隙一 般都大于1，聚合物能帶隙小于1的超低能帶隙聚合物材料還不多見，設(shè)計(jì)和合成具有超低 能帶隙的聚合物材料在有機(jī)薄膜晶體管（0TFTS)和有機(jī)太陽能電池（0PV)等方面有重要的 應(yīng)用，這是由于超低能帶隙聚合物一般具有低的最低未占軌道能級(jí)，低的最低未占軌道能 級(jí)有利于電子的穩(wěn)定和傳輸，是作為電子和雙極性傳輸?shù)挠袡C(jī)薄膜晶體管材料；另一方面， 超低能帶隙聚合物吸收都延伸至近紅外區(qū)域，起始吸收峰大于1240nm，在有機(jī)太陽能電池 中代替富勒烯衍生物，不僅能作為電子傳輸材料，而且能有效的增加光吸收。另外，對(duì)于吸 收在近紅外（NIR)區(qū)域的超低能帶隙給體-受體聚合物，由于其具有紅外探測的能力，一些 已經(jīng)作為夜視設(shè)備以應(yīng)對(duì)戰(zhàn)場上的偽裝，還可應(yīng)用于航天器熱控制等。本發(fā)明的聚合物具 有超低的能帶隙，吸收峰延伸覆蓋可見光，并延伸至近紅外區(qū)域。本發(fā)明的聚合物可應(yīng)用于 有機(jī)電子的多個(gè)領(lǐng)域，如紅外探測、有機(jī)太陽能電池、有機(jī)場效應(yīng)管等。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是設(shè)計(jì)合成了超低能帶隙給體-受體共軛聚合物，是一種超低能帶隙半導(dǎo) 體材料，目的是提供一種應(yīng)用于有機(jī)電子領(lǐng)域中聚合物太陽能電池、有機(jī)場效應(yīng)管，紅外探 測等多用途的給體-受體聚合物材料及其制備。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物，其特征在于：所述的共軛聚合物是基于 聯(lián)噻吩和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亞基）苯并二呋喃-二酮的給體-受體共軛聚合物，所 述共軛聚合物的結(jié)構(gòu)式為：
[0006]
【權(quán)利要求】
1. 一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物，其特征在于：所述的共軛聚合物是基于聯(lián) 噻吩和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亞基）苯并二呋喃-二酮的給體-受體共軛聚合物，所述 共軛聚合物的結(jié)構(gòu)式為：
其中，&為C16-C4(l烷烴鏈，R2為Η或C8-C 24烷烴鏈，η彡1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低能帶隙給體-受體共軛聚合物，其特征在于：所述的札 烷烴鏈可選擇C16-C 4(l的支鏈烷烴。
3. -種如要求1所述的超低能帶隙給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征在于： 以聯(lián)二噻吩雙錫單體和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亞基）苯并二呋喃-二酮雙溴單體為 原料，采用Stille交叉偶聯(lián)反應(yīng)得到所述的半導(dǎo)體共軛聚合物，反應(yīng)是在以三（二亞芐基 丙酮）二鈀為催化劑，三（鄰甲基苯基）磷為配體的體系下聚合得到的；所述的聯(lián)二噻吩雙 錫單體和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亞基）苯并二呋喃-二酮雙溴單體的摩爾比為1:1 ;三 (二亞芐基丙酮）二鈀的加入量為反應(yīng)單體總摩爾量的2%;三（鄰甲基苯基）磷的加入量 為反應(yīng)單體總摩爾量的4%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征 在于，所述的交叉偶聯(lián)反應(yīng)溫度為80-130 〇C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超低能帶隙給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征 在于，所述交叉偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為6-72小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C08G61/12GK104045819SQ201410216688
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】張國兵, 李朋, 郭景華, 呂國強(qiáng) 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)