含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其製備方法和太陽能電池器件的製作方法
2023-05-10 06:16:56
含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其製備方法和太陽能電池器件的製作方法
【專利摘要】一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物，具有如下結構式：其中，R1為C1~C20的烷基，R2為C1~C20的烷基，n為10~100的整數。該含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物中含有噻吩-苯-噻吩單元及苯並二噻吩單元、其聚合物的空穴遷移率的較高，對太陽光有較高的吸收係數，能隙在1.4eV～1.7eV，在350nm～700nm範圍內具有較寬的吸收範圍及易修飾的光物理性質，將上述噻吩-苯-噻吩基共聚物應用於太陽能電池中可以解決太陽能電池低效率問題。本發明還提供一種上述含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法及使用該含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
【專利說明】含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其製備方法和太陽能電池器件
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及光電領域，尤其涉及一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物及其製備方法和使用該含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
【【背景技術】】
[0002]自1977年日本科學家白川英樹發現聚乙炔導電以來，這種被稱為「第四代高分子」材料的導電聚合物以其突出的光電性能吸引了眾多科學家進行研究。導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，合成選擇範圍廣等優點。由於這類材料結構的共軛特性，使它能傳輸電荷，受激發光，從而能夠或潛在可能在許多電子或光電子器件上得到應用，例如包括聚合物發光二極體，光伏打電池，場效應等。潛在的應用前景和廣泛的應用領域促使科學家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，包括共軛結構小分子，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光二極體、光伏打電池、場效應性能的方法，材料是最重要的因素之一。所以許多研究小組一直致力於開發具有高量子效率，色純度好，長期穩定性好的發光聚合物，以及可見光範圍吸收波段寬、載流子遷移率高的聚合物。要實現這些目標，需要研製更多的新型共軛分子材料和聚合物材料，其中，設計合成新型共軛單元就顯 得十分重要。
【
【發明內容】
】
[0004]基於此，有必要提供一種能量轉化效率較高的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物。
[0005]此外，還有必要提供一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法。
[0006]此外，還有必要提供使用含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的太陽能電池器件。
[0007]一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物，具有如下結構式:
[0008]
【權利要求】
1.一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物，其特徵在於，具有如下結構式:
2.一種含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: 提供如下結構式表示的化合物A和化合物B，
3.根據權利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述有機溶劑選自甲苯、N，N-二甲基甲醯胺及四氫呋喃中的至少一種。
4.根據權利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述有機鈀為雙三苯基膦二氯化鈀、四三苯基膦鈀、醋酸鈀或三二亞苄基丙酮二鈀，所述有機膦配體為三叔丁基膦、三鄰甲苯基膦或2-雙環己基磷-2』，6』 - 二甲氧基聯苯，所述有機鈀與所述有機膦配體的摩爾比為1:41:8。
5.根據權利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述催化劑中的有機鈀與所述化合物A的摩爾比為1:2(Tl: 100。
6.根據權利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述Stille耦合反應的反應溫度為70°C~130°C，反應時間為6小時飛O小時。
7.根據權利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述Stille耦合反應的反應溫度為90°C~120°C，反應時間為12小時~48小時。
8.根據權利要求2所述的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物的製備方法，其特徵在於，還包括將含噻吩-苯-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Stille耦合反應後的溶液中加入甲醇沉析並過濾，將過濾得到的固體依次用甲醇和正己烷進行抽提，將經過抽提後的固體用氯仿抽提，收集氯仿溶液後蒸發溶劑得到純化後的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物P。
9.一種太陽能電池器件，包括活性層，其特徵在於，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-丁酸甲酯或者[6，6]-苯基-C71-丁酸甲酯，所述電子給體材料具有如下結構式的含噻吩-苯-噻吩單元的聚合物P:
【文檔編號】H01L51/46GK103848962SQ201210492958
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2012年11月28日
【發明者】周明傑, 王平, 張振華, 馮小明 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有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司