4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物的製作方法
2023-05-07 19:43:21 1
專利名稱：4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物的製作方法
技術領域：
本發明屬於功能高分子領域，具體涉及ー種4，8_ ニ(5-異辛基噻吩)苯基[I, 2-b; 3，4-b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物及其用於製備聚合物光伏電池的應用。
背景技術：
能源作為社會經濟的支柱，近年隨著經濟的迅速發展，能源的需求日益上升，開發可再生的新能源就變得越來越迫切。作為ー種緑色又環保的能源一太陽能，其利用、開發受到了國際社會的普遍關注。聚合物太陽能電池作為ー種將太陽能轉化為電能的器件，近年來成為國內外研究熱點，當前該領域研究的熱點在於開發高效的共軛聚合物給體和受體材料來達到較高的光電能量轉換效率。 對於聚合物太陽能電池，開路電壓是影響器件光電轉換效率的重要因素，而作為電子給體材料的聚合物，其HOMO能級決定了器件的開路電壓。為了獲得良好性能的給體聚合物材料，將富電子單元(D)與缺電子單元(A)交替引入共軛聚合物的主鏈形成的給-受體(D-A-D)型聚合物成為目前給體聚合物研究的重點。喹喔啉由於本身含有兩個氮原子具有較強的親核能力，近年作為ー種缺電單元備受關注並在聚合物電池領域取得了良好的性能。例如Ergang Wang等合成TQl與PC71BM共混，光電轉換效率達到 6. 0%,[先進材料 Adv. Mater. 2010，22 (46)，5240-5244]。JianhuiHou等合成的PBDTDTQx-T與PC71BM共混後，效率達到5. 0%，[大分子Macromolecules. 2012，45(7)，3032-3038]。2009年以來，氟原子因為具有拉電子特性常被引入缺電單元，通過降低給體材料的HOMO能級並進而提升器件的光電轉換效率。例如You Wei等合成PBnDT-HTAZ的HOMO能級為-5. 29eV，引入氟原子後(PBnDT-FTAZ)的HOMO能級降為_5. 36ev，開路電壓由0. 68V提升到 0.76V，[J. Am. Chem. Soc. 2011，133 (12) ,4625-4631]。Jianfu Ding 等報導了在苯並噻ニ唑(BT)的4，5位上引入氟原子，然後與BDT衍生物進行共聚獲得了聚合物P10，將聚合物的HOMO能從未氟代(P9)的-5. 30eV降低到-5. 48ev, [Journal of MaterialsChemistry. 2011，21 (9)，3226-3233]，因此在喹喔啉這種缺電子單元上引入氟原子製備新型的含氟D-A-D型給體聚合物有望獲得類似的性能，但是迄今還未見有關此類材料的製備方法及其應用於光伏電池中的報導。
發明內容
本發明所要解決的ー個技術問題是開發新型的含有氟代喹喔啉的D-A-D型給體聚合物材料，滿足聚合物光伏電池光活化層電子給體材料的需要。為此，本發明提供的4，8- ニ(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4-b]聯噻吩及氟代
喹喔啉的共軛聚合物，結構通式如I所示，
權利要求
1.一種4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[l，2-b;3，4-b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構通式如I所示，
2.如權利要求I所述的4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4_b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構式如(II)所示
3.如權利要求I所述的4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4_b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構式如(III)所示
4.如權利要求I所述的4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4_b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構式如(IV)所示
5.如權利要求I所述的4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4_b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構式如(V)所示
6.如權利要求I所述的4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4_b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構式如(VI)所示
7.如權利要求I所述的4，8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1，2-b; 3，4_b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特徵在於，該聚合物的結構式如(VD所示
8.如權利要求I至7任一權利要求所述的4，8- 二(5-異辛基噻吩)苯基[I, 2-b; 3, 4-b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物用於製備聚合物光伏電池的應用。
全文摘要
本發明屬功能高分子材料領域，具體涉及一種4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯噻吩及氟代喹喔啉的共軛聚合物，其結構通式如I所示。該聚合物使用雙溴代的氟代喹喔啉與2,6-雙(三甲基錫)-4,8-二(5-異辛基噻吩)苯基[1,2-b;3,4-b]聯噻吩通過Stille偶聯反應製備，用於聚合物本體異質結光伏電池的電子給體材料。本發明公開的聚合物在缺電子單元喹喔啉上引入了強的吸電子基團氟原子，可以有效降低材料的HOMO能級，從而提升聚合物光伏電池的開路電壓。
文檔編號H01L51/46GK102850529SQ201210316880
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者高潮, 武海梅, 劉紅利, 田地, 王維平, 安忠維, 王戶生 申請人:西安近代化學研究所