一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物及其製備和應用的製作方法
2023-10-23 23:47:02
一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物及其製備和應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物及其製備方法與應用，所述含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物為具有如下通式的共聚物P，式中，R1，R2為C1~C20的烷基，R3為H或C1~C20的烷基，n為1～100之間的整數。本發明的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物含有新的噻咯並二(苯並噻二唑)共軛單元，與太陽光譜的匹配度高，同時為平面共軛結構，載流子遷移速率高，使能量轉換效率得到提高，且製備方法簡單可控，在聚合物太陽能電池、有機電致發光器件等光電材料領域有很好的應用前景。
【專利說明】—種含並二砸吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物及其製備和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電材料【技術領域】，特別是涉及一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002]製備成本低、效能高的太陽能電池一直是光伏領域的研究熱點和難點。目前已商業化的矽太陽能電池由於生產工藝複雜、成本高，應用受到限制。為了降低成本，拓展應用範圍，長期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。聚合物太陽能電池因為原料價格低廉、質量輕、柔性、生產工藝簡單、可用塗布、印刷等方式大面積製備等優點而具有優越的市場前景。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，人們在聚合物太陽能電池方面投入了大量研究，並取得了飛速的發展。
[0003]目前聚合物太陽能電池的能量轉換效率仍然比矽太陽能電池低，原因之一是由於聚合物的載流子遷移率比無機單晶材料的遷移率低了好幾個數量級。而目前使用的共軛聚合物光電池材料的吸收光譜與太陽光譜不能很好地匹配，是導致能量轉移效率低的另一重要原因。為進一步提高聚合物太陽能電池的性能，可採用具有較寬吸收光譜的極窄帶隙聚合物做給體和受體，提高對太陽能的吸收利用。
[0004]用於光電材料的含有並二硒吩單元和苯並噻二唑單元的共軛聚合物已見報導，但在實際應用中獲得的能量轉換效率依然較低。因此，開發新的聚合物材料，提高光電材料的能量轉換效率對於有機太陽能電池的發展有重要意義。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明旨在提供一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物。
[0006]本發明的目的還在於提供含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法及應用。
[0007]第一方面，本發明提供了一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物，為具有如下通式的共聚物P:
[0008]
【權利要求】
1.一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物，其特徵在於，為具有如下通式的共聚物P:
2.一種含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，包括以下操作步驟: 提供化合物A和化合物B，化合物A和B的結構式分別為:
3.如權利要求2所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，所述化合物A的製備方法包括以下操作步驟: (1)4-硝基苯-1，2- 二胺與二氯亞碸及吡啶反應，分離得到5-硝基-2，I, 3苯並噻二唑，反應式為:
4.如權利要求2所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，化合物B的製備方法包括以下操作步驟: 提供化合物D，其中，R3為H或C廣C2tl的烷基:
5.如權利要求2所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，所述催化劑為三(二亞苄基丙酮)二鈀、二(三苯基膦)二氯化鈀或四(三苯基膦)鈀。
6.如權利要求2所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，所述催化劑的摩爾用量為化合物A摩爾用量的0.5%~20%。
7.如權利要求2所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，所述有機溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯和甲苯中的一種。
8.如權利要求2所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的製備方法，其特徵在於，所述分離純化的操作為:反應後，向反應液中加入去離子水和甲苯進行萃取，取有機相，減壓蒸餾後加入無水乙醇中，析出沉澱，抽濾、烘乾後得到固體粉末，用氯仿將固體粉末溶解後，以甲苯為洗脫液，用矽膠層析柱進行分離，層析液減壓蒸餾後用甲醇沉降，抽濾，所得固體用丙酮在索氏提取器中提取三天，再用甲醇沉降，抽濾，真空抽濾過夜，得到含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物。
9.如權利要求1所述的含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物的應用，其特徵在於，所述含並二硒吩-噻咯並二(苯並噻二唑)共聚物用於製備聚合物太陽能電池器件或有機電致發光 器件。
【文檔編號】H01L51/54GK103833974SQ201210489188
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】周明傑, 管榕, 黎乃元 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