一種環戊烷並二噻吩基的聚合物及其製備方法和有機太陽能電池器件的製作方法

2023-04-28 22:07:31 1

一種環戊烷並二噻吩基的聚合物及其製備方法和有機太陽能電池器件的製作方法
【專利摘要】本發明屬於有機半導體領域，其公開了一種環戊烷並二噻吩基的聚合物及其製備方法和有機太陽能電池器件；該主體材料的結構通式如下：式中，R1，R2均為C1～C20的烷基，n為11-98的整數。本發明的環戊烷並二噻吩基的聚合物中，三唑是一個電子傳輸單元，有利於電荷傳輸；咔唑是一類重要的太陽能電池材料，它具有較好的空穴傳輸性能，N上可以進行烷基修飾，從而改善共聚咔唑的溶解性能和成膜性能，咔唑基聚合物主鏈上引入三唑，實現太陽能電池器件的載流子平衡，從而解決有機太陽能電池器件低效率問題。
【專利說明】一種環戊烷並二噻吩基的聚合物及其製備方法和有機太陽 能電池器件

【技術領域】
[0001] 本發明涉及有機半導體材料領域，尤其涉及一種環戊烷並二噻吩基的聚合物及其 製備方法。本發明還涉及一種使用該環戊烷並二噻吩基的聚合物作為活化層電子給體材料 的有機太陽能電池器件。

【背景技術】
[0002] 利用廉價材料製備低成本、高效能的太陽能電池一直是光伏領域的研究熱點和難 點。有機半導體材料以其原料易得、價格低廉、工藝簡單、穩定性強、光伏效應良好等優點 備受關注。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE(N. SSariciftci, L.Smilowitz, Αχ Heeger， et al. Science, 1992, 258, 1474) 上報導共軛聚合物與 C6(l 之間的光誘導 電子轉 移現象後，有機聚合物太陽能電池逐漸成為研究的熱點。近年來這方面的研究取得了飛速 的發展，但是有機聚合物太陽能電池仍比無機太陽能電池的轉換效率低得多。為了使有機 聚合物太陽能電池得到實際的應用，開發具有較高能量轉換效率的新型材料仍是這一領域 的首要任務。


【發明內容】

[0003] 基於上述問題，本發明所要解決的問題在於提供一種轉化效率高的環戊烷並二噻 吩基的聚合物。
[0004] 本發明的技術方案如下：
[0005] 本發明提供的一種環戊烷並二噻吩基的聚合物，其結構通式如下：
[0006]

【權利要求】
1. 一種環戊烷並二噻吩基的聚合物，其特徵在於，其結構通式如下：
式中，Rp R2均為Ci?C2Q的烷基，η為11-98的整數。
2. 根據權利要求1所述的環戊烷並二噻吩基的聚合物，其特徵在於，&為正辛烷基，R2 為正辛烷基，n=36 ;或者札為甲基，R2為正二十烷基，n=62 ;或者札為正二十烷基，R2為甲 基，n=ll ;或者札為正丁基，R2為正癸基，n=98 ;或者札為正十二烷基，R2為正己基，n=74。
3. -種環戊烷並二噻吩基的聚合物的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟： 分別提供如下結構式表示的化合物A和B，
在無氧環境下，將摩爾比為1:1?1. 2的化合物A和B添加入含有催化劑的有機溶劑 中溶解，於70?130° C下進行Stilie耦合反應6?60小時，降溫後停止聚合反應，分離 提純反應液，得到如下結構通式的所述環戊烷並二噻吩基的聚合物：
式中，&，R2均為Q?C2Q的烷基，η為11-98的整數。
4. 根據權利要求3所述的環戊烷並二噻吩基的聚合物的製備方法，其特徵在於，所 述催化劑為雙三苯基膦二氯化鈀，四三苯基膦鈀；所述催化劑與所述化合物Α的摩爾比為 1:20 ?1:100。
5. 根據權利要求3所述的環戊烷並二噻吩基的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述 催化劑為摩爾比為1:4?8的醋酸鈀與三鄰甲苯基膦混合物，或者摩爾比為1:4?8的三二 氬苄基丙酮二鈀與2-雙環己基膦-2'，6' -二甲氧基聯苯混合物；所述催化劑與所述化合 物A的摩爾比為1:20?1:100。
6. 根據權利要求3所述的環戊烷並二噻吩基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、四氫呋喃中的至少一種。
7. 根據權利要求3所述的環戊烷並二噻吩基的聚合物的製備方法，其特徵在於， Stille耦合反應是在90?120°C下、反應12?48小時。
8. 根據權利要求3所述的環戊烷並二噻吩基的聚合物的製備方法，其特徵在於，分離 提純反應液包括步驟： 向反應液中加入甲醇沉析，通過索氏提取器過濾之後依次用甲醇和正己烷抽提，然 後以氯仿為溶劑抽提至無色，收集氯仿溶液並旋幹得到粉末，收集後的粉末再在真空下 50° C乾燥24h後，得到所述環戊烷並二噻吩基的聚合物。
9. 一種有機太陽能電池器件，其特徵在於，其活化層的電子給體材料採用如下結構式 的環戊烷並二噻吩基的聚合物：
式中，&，R2均為Q?C2Q的烷基，η為11-98的整數。
【文檔編號】H01L51/46GK104250369SQ201310259930
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優先權日:2013年6月26日
【發明者】周明傑, 張振華, 王平, 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