含並二呋喃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 05:10:01 3
含並二呋喃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材料領域，其公開了含並二呋喃基的聚合物及其製備方法和有機太陽能電池器件；該聚合物具有如下結構式：式中，R1，R2為C1～C20的烷基，n為15-98的之間整數。本發明的含並二呋喃基的聚合物，具有帶隙較窄及對太陽光有較高的吸收係數和在300nm～700nm較寬的吸收範圍，可以提高有機太陽能電池器件的能量轉換效率。
【專利說明】含並二呋喃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，尤其涉及一種含並二呋喃基的聚合物及其製備方法。本發明還涉及使用含並二呋喃基的聚合物作為活性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.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992，258，1474)上報導共軛聚合物與C60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]本發明所要解決的問題在於提供一種能量轉換效率較高的含並二呋喃基的聚合物。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005] 一種含並二呋喃基的聚合物，其結構式如下:
[0006]
【權利要求】
1.一種含並二呋喃基的聚合物，其特徵在於，其結構式如下:
式中，R1, R2為C1~C2tl的烷基，η為15-98的之間整數。
2.根據權利要求2所述的含並二呋喃基的聚合物，其特徵在於，包括以下聚合物中的一種:
3.一種含並二呋喃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，隨後於70~130°C下進行Stille耦合反應6~60小時，停止耦合反應後，分離提純反應液，得到如下結構式的含並二呋喃基聚合物:
式中，n為15-98的整數。
4.根據權利要求3所述的含並二呋喃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或四三苯基膦鈀；所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:20~1:100。
5.根據權利要求3所述的含並二呋喃基的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述催化劑為有機鈀與有機膦配體的混合物，且混合物中，有機膦配體的摩爾量是有機鈀摩爾量的4~8倍；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5所述的含並二呋喃基的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述有機鈀為醋酸鈀或者三二氬苄基丙酮二鈀；有機膦配體為三鄰甲苯基膦或2-雙環己基勝-2』 ,6，-二甲氧基聯苯。
7.根據權利要求3所述的含並二呋喃基的聚合物的製備方法，其特徵在於，所述有機溶劑為甲苯、N，N-二甲基甲醯胺、四氫呋喃中的至少一種。
8.根據權利要求3所述的含並二呋喃基的聚合物的製備方法，其特徵在於，Stille耦合反應溫度為90~120°C，反應時間為12~48小時。
9.根據權利要求3所述的含並二呋喃基的聚合物的製備方法，其特徵在於，分離提純反應液包括: 耦合反應後，向反應液中加入甲醇沉析，隨後通過索氏提取器過濾，在再依次用甲醇和正己烷抽提，獲得有機相，然後以氯仿為溶劑抽提有機相至無色，收集氯仿溶液並旋幹、真空下50°C乾燥24h後，得到所述含並二呋喃基聚合物。
10.一種有機太陽能電池器件，其特徵在於，其活性層的電子給體材料採用如下結構式的含並二呋喃基的聚合物:
式中，R1, R2為C1~C2tl的烷基，η為15-98的之間整數。
【文檔編號】H01L51/46GK104177596SQ201310204212
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月28日 優先權日:2013年5月28日
【發明者】周明傑, 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有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司