含環(huán)戊二烯二噻吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物，具有如下結(jié)構(gòu)式：P:其中，R1、R2、R4為H、C1~C16的烷基或C1~C16的烷氧基；R3為C1~C16的烷基、C1~C16的烷氧基或結(jié)構(gòu)式為的噻吩（R’為C1~C16的烷基）；n為1~60的整數(shù)。上述含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的能帶隙較窄。本發(fā)明還提供一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法、使用該含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的太陽能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件及有機(jī)場效應(yīng)晶體管。
【專利說明】含環(huán)戊二烯二噻吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚合物及其制備方法和應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物、其制備方法以及使用該含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的太陽能電池器件及有機(jī)電致發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]能源問題是世界各國十分關(guān)注的重大問題。太陽能是未來人類最理想的替代能源，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池也是研究的熱點(diǎn)。近年來興起的共軛聚合物薄膜太陽能電池具有成本低、重量輕、制作工藝簡單、可制備成柔性器件等突出優(yōu)點(diǎn)。此外，有機(jī)材料種類繁多、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，有希望通過材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化來提高太陽能電池的性能。
[0003]苯并二噻吩類衍生物，兩個(gè)噻吩通過苯環(huán)稠環(huán)在一個(gè)平面內(nèi)，增強(qiáng)了其平面性和剛性結(jié)構(gòu)，具有較高的光、熱和環(huán)境穩(wěn)定性。位于中心的苯環(huán)降低了兩側(cè)噻吩環(huán)的富電子數(shù)，使其具有較低的HOMO能級(jí)。由于其擴(kuò)展的共軛大π鍵體系，π鍵之間的π-π堆疊具有較高的載流子 遷移率，因此，它在有機(jī)電子等領(lǐng)域都顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，現(xiàn)有的苯并二噻吩類衍生物的能帶隙(HOMO能級(jí)與LUMO能級(jí)之間的能級(jí)差)較寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種能帶隙較窄的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物。
[0005]此外，還有必要提供一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法。
[0006]此外，還有必要提供一種使用該含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的太陽能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件及有機(jī)場效應(yīng)晶體管。
[0007]一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物，具有如下結(jié)構(gòu)式:
【權(quán)利要求】
1.一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:

2.一種含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法，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B，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀催化劑選自三(二亞芐基丙酮)二鈀與三鄰甲苯基膦的混合物、雙(三苯基膦)二氯化鈀及四(三苯基膦)鈀中的至少一種，所述有機(jī)鈀催化劑與所述化合物B的摩爾比為1: 1000(Tl:20。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法，其特征在于，所述耦合反應(yīng)在回流下進(jìn)行，所述耦合反應(yīng)的時(shí)間為21-72小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法，其特征在于，所述分離提純含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物P的步驟如下:向所述化合物A和化合物B進(jìn)行耦合反應(yīng)后的反應(yīng)液加入甲醇進(jìn)行沉析并過濾，將過濾后得到的固體物干燥后層析分離，再次用甲醇沉析并過濾得到純化的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物A的制備過程包括如下步驟: 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物C的二氯甲烷溶液滴加至含有I，3-二環(huán)己基碳二亞胺及4- 二甲氨基吡啶的二氯甲烷中常溫下反應(yīng)12小時(shí)~15小時(shí)，其中所述化合物C、l，3-二環(huán)己基碳二亞胺及4-二甲氨基吡啶的摩爾比為3:3:1-4:3.5:1，將反應(yīng)液提純后得到如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物D，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物E的制備過程包括如下步驟: 將乙二酰氯在3~5天內(nèi)分三次加入如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物G的1，2- 二氯乙烷溶液中，所述乙二酰氯與所述化合物G的摩爾比為1: 1.5^1:1.8，在氬氣保護(hù)下回流反應(yīng)10~15天得到反應(yīng)混合液，將反應(yīng)混合液冷凍過夜后過濾得到所述化合物Ε， G為其中，
8.一種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層的材料包括具有如下結(jié)構(gòu)式的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物P:
9.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括發(fā)光層，其特征在于，所述發(fā)光層的材料為具有如下結(jié)構(gòu)式的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物P:
10.一種有機(jī)場效應(yīng)晶體管，包括有機(jī)半導(dǎo)體層，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的材料為具有如下結(jié)構(gòu)式的含二氰亞甲基環(huán)戊烯并二噻吩單元的苯并二噻吩類共聚物P:

【文檔編號(hào)】H01L51/30GK103772659SQ201210417333
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 李滿園, 黃佳樂, 黎乃元 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