二噻吩苯並三唑基聚合物材料及其光伏應用的製作方法

2023-05-19 05:46:56

專利名稱：二噻吩苯並三唑基聚合物材料及其光伏應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一系列聚二噻吩苯並三唑類材料，具體地涉及一系列碳-碳單鍵或雙 鍵連接的聚二噻吩苯並三唑衍生物光伏材料。本發明還涉及上述材料的在太陽能電池上的應用。
背景技術：
1，2，3-苯並三唑是一個重要的電子受體單元，以其作為電子受體的聚合物近 年來在電致變色、傳感器、聚合物發光二極體等方面得到了廣泛的研究[(I)Akitoshi Tanimoto, Takakazu Yamamoto. Adv. Synth. Catal. 2004,346,1818. (2)Yingliang Liu, Huayu Cao,Jianghui Li,Zhijian Chen,1 ShaokuiCao,Lixin Xiao,Shengang Xu,Qihuang Gong.Journal of Polymer Science :Part A.2007,45,4867. (3)Akitoshi Tanimoto, Takakazu Yamamoto. Macromolecules. 2006，39，3546]。但是,將 1, 2，3-苯並三唑作為受體 單元與其他芳香雜環給體單元聚合後應用於聚合物太陽能電池還少見報導。苯並噻二唑 是目前為止報導的性能最優良的受體材料，但是其差的溶解性能往往使聚合物的分子量較 小，影響能量轉換效率的進一步提高。1，2，3-苯並三唑上的N-H鍵能夠容易用其它烷基柔 性鏈等官能基團修飾來調節溶解性和光電性能。另外，最近，Levent Toppare等人用十二烷基取代1，2，3_苯並三唑的N-H鍵，再用 3-己基噻吩修飾1，2，3-苯並三唑的4，7位，最後採用電化學聚合得到一種聚苯並三唑光 伏材料，這個光伏材料對太陽光的吸收主要集中在300 600nm，製備的太陽能電池的開路 電壓高達0.85V，然而這個聚合物的效率比較低，僅為0.3% [Derya Baran,Abidin Balan, Selin Celebi, Beatriz Meana Esteban, Helmut Neugebauer, N. Serdar Sariciftci, LeventToppare. Chemistry of materials. 2010, DOI 10.1021/cml00372t]。

發明內容
在本發明中裡我們首次報導4，7_ 二噻吩苯並三唑單元，用不同的化學聚合方法 合成了一系列二噻吩苯並三唑基的給受體聚合物材料，對它們進行了表徵，並對其在太陽 能電池上的應用進行了研究。本發明的目的在於提供一系列二噻吩苯並三唑類聚合物材料，具體地涉及一系列 碳-碳單鍵或碳-碳雙鍵連接的苯並三唑基高分子材料並對其在太陽能電池上的應用進行 了詳細研究。本發明還提供上述材料的製備方法。為實現上述目的，本發明提供的一系列碳_碳單鍵或碳_碳雙鍵連接的聚苯並三 唑衍生物光伏材料，分別為
權利要求
二噻吩苯並三唑聚合物材料，具有如下任一種所示的結構式式1 式2式3 式4式中R1、R2代表烷烴基，碳原子數目為6～12，n的數目為7～13。式1為聚 [4』，8』 二烷氧基 苯 (1』，2』 b；3』，4』 b) 二噻吩 2 烷基 4，7 二噻吩基 苯並三唑]的結構式；式2為聚 [N 辛基 N 壬基 咔唑 2 烷基 4，7 二噻吩基 苯並三唑]的結構式；式3為聚 [2，5 二辛氧基 1，4 二乙烯苯 2 辛氧基 4，7 二噻吩 1，2，3 苯並三唑]的結構式；式4聚 [2 甲氧基 5 辛氧基 1，4 二乙烯苯 2 辛氧基 4，7 二噻吩 1，2，3 苯並三唑]的結構式。FDA0000023501470000011.tif,FDA0000023501470000012.tif
2.權利要求1的二噻吩苯並三唑聚合物材料在聚合物太陽能電池中的應用，將所述的 二噻吩苯並三唑聚合物材料用於製備聚合物太陽能電池的光伏材料。
3.權利要求1的二噻吩苯並三唑聚合物材料在聚合物太陽能電池中的應用，將所述的 二噻吩苯並三唑聚合物材料用作聚合物太陽能電池的光伏材料的給體。
4.權利要求1的二噻吩苯並三唑聚合物材料在聚合物太陽能電池中的應用，是將二噻 吩苯並三唑聚合物給體材料與電子受體物質混合，加入溶劑，使混合物溶解即可，塗覆在導 電玻璃上製備出薄膜，在薄膜上製備金屬電極，製備成聚合物太陽能電池的器件。
5.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於，所述電子受體為C6tl或其衍生物。
全文摘要
一系列二噻吩苯並三唑聚合物材料，本發明通過將二噻吩苯並三唑單元通過碳-碳單鍵或碳-碳雙鍵與另一個芳香環、芳香雜環或者它們的衍生物相連接，得到聚二噻吩苯並三唑類衍生物材料。這一系列聚合物應用於聚合物太陽能電池中，具有良好的光電轉換功能。具體是將此類聚合物材料與C60受體混合，塗覆在ITO導電玻璃上製備出一層半透明的薄膜，然後通過真空蒸鍍的方式在聚合物上蒸鍍金屬電極，製備成聚合物太陽能電池器件。
文檔編號H01L51/46GK101935389SQ20101023154
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者丁娉, 劉波, 張振華, 曾望東, 楊苗, 潘春躍, 鄒應萍 申請人:中南大學