含二苯并噻吩單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器件的制作方法
【專利摘要】一種含二苯并噻吩單元的聚合物，具有如下RiO./QR1,?1結(jié)構(gòu)式：其P:LSK5；中，RAC廣C2。的烷基，R2為C廣C2。的烷基，n為10?100的整數(shù)。該含二苯并噻吩聚合物為給體-受體型共軛聚合物，它具有較高的空穴遷移率，高的開路電壓，較好的溶解性能和成膜性能，在300nm?800nm范圍內(nèi)具有較寬的吸收范圍，進而解決太陽能電池器件低效率問題。本發(fā)明還提供一種上述含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法及使用該含二苯并噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
【專利說明】含二苯并噻吩單元的聚合物及其制備方法和太陽能電池器 件 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及一種含二苯并噻吩單元的聚合物及其制備方法和 使用該含二苯并噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 自1977年日本科學(xué)家白川英樹發(fā)現(xiàn)聚乙炔導(dǎo)電以來，這種被稱為"第四代高分 子"材料的導(dǎo)電聚合物以其突出的光電性能吸引了眾多科學(xué)家進行研究。導(dǎo)電高分子同具 有相同或相近用途的無機材料相比，具有密度低，易加工，合成選擇范圍廣等優(yōu)點。由于這 類材料結(jié)構(gòu)的共軛特性，使它能傳輸電荷，受激發(fā)光，從而能夠或潛在可能在許多電子或光 電子器件上得到應(yīng)用，例如包括聚合物發(fā)光二極管，光伏打電池，場效應(yīng)等。潛在的應(yīng)用前 景和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域促使科學(xué)家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，包括共軛結(jié)構(gòu)小 分子，以及聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚芴等。
[0003] 研究人員一直在努力尋求改善和提高聚合物發(fā)光二極管、光伏打電池、場效應(yīng)性 能的方法，材料是最重要的因素之一。所以許多研究小組一直致力于開發(fā)具有高量子效率， 色純度好，長期穩(wěn)定性好的發(fā)光聚合物，以及可見光范圍吸收波段寬、載流子遷移率高的聚 合物。要實現(xiàn)這些目標(biāo)，需要研制更多的新型共軛分子材料和聚合物材料，其中，設(shè)計合成 新型共軛單元就顯得十分重要。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 基于此，有必要提供一種能量轉(zhuǎn)化效率較高的含二苯并噻吩單元的聚合物。
[0005] 此外，還有必要提供一種含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法。
[0006] 此外，還有必要提供使用含二苯并噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
[0007] -種含二苯并噻吩單元的聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：
[0008]
【權(quán)利要求】
1. 一種含二苯并噻吩單元的聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式：
其中，R1為C1?C2tl的烷基，R2為C 1?C2tl的烷基，η為10?100的整數(shù)。
2. -種含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A和化合物Β，
中，R1為C1?C2c!的燒基，R2為C 1?C2c!的燒基； 在無氧環(huán)境中，將摩爾比為1:1?1:1. 2的化合物A和化合物B添加入含有催化劑和 堿溶液的有機溶劑中，在70°C?130°C進行Suzuki耦合反應(yīng)12小時?96小時，所述催化 劑為有機鈀或為有機鈀與有機磷配體的混合物，得到如下結(jié)構(gòu)式表示的含二苯并噻吩單元 的聚合物P :
其中，η為10?100的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述 有機溶劑選自甲苯、N，N-二甲基甲酰胺及四氫呋喃中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述 有機鈀為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀、醋酸鈀或三二亞芐基丙酮二鈀，所述有機膦 配體為三叔丁基膦、三鄰甲苯基膦或2-雙環(huán)己基磷-2'，6' -二甲氧基聯(lián)苯，所述有機鈀與 所述有機膦配體的摩爾比為1:4?1:8。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述 催化劑中的有機鈀與所述化合物A的摩爾比為1:20?1:100。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述 Suzuki耦合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為90°C?120°C，反應(yīng)時間為24小時?72小時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述 堿溶液選自碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液及碳酸氫鈉溶液中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，所述 堿溶液中的溶質(zhì)與化合物A的摩爾比為20:1?50:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二苯并噻吩單元的聚合物的制備方法，其特征在于，還包 括將含二苯并噻吩單元的聚合物P進行分離純化的步驟，所述分離純化步驟如下：向所述 化合物A和化合物B進行Suzuki耦合反應(yīng)后的溶液中加入甲醇沉析并過濾，將過濾得到的 固體依次用甲醇和正己烷進行抽提，將經(jīng)過抽提后的固體用氯仿抽提，收集氯仿溶液后蒸 發(fā)溶劑得到純化后的含二苯并噻吩單元的聚合物P。
10. -種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層包括電子給體材料及 電子受體材料，所述電子受體材料為（6, 6)苯基-C61-丁酸甲酯，所述電子給體材料具有如 下結(jié)構(gòu)式的含二苯并噻吩單元的聚合物P :
其中，R1為C1?C2tl的烷基，R2為C 1?C2tl的烷基，η為10?100的整數(shù)。
【文檔編號】C09K11/06GK104211918SQ201310206844
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】周明杰, 張振華, 王平, 黃輝 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