專利名稱：9,9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的制作方法
技術領域：
本發明屬于功能高分子領域，具體涉及一種9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物。
背景技術：
隨著社會經濟的發展以及人口的增長，對能源的需求日益上升，而以煤、石油為代表的能源儲量有限，所以開發可再生的新能源就變得越來越迫切。作為一種綠色，可靠的能源一太陽能，其利用、開發受到了國際社會的普遍關注。聚合物太陽能電池具有制備過程簡單、成本低、重量輕和可制備成柔性器件等突出優點，近年來成為國內外研究熱點，當前該領域研究的焦點是開發高效的給體材料和受體材料，而受體材料目前基本確定為C60的衍 生物如PC61BM和PC71BM，因此開發性能優良的給體聚合物成為當前研究的重點。為此，一種將富電子單元(D)與缺電子單元(A)交替引入共軛聚合物的主鏈形成的D-A-D型聚合物 的方法成為目前開發給體聚合物的主要手段。2003年Takakazu Yamamoto為了實現分子內的電荷轉移將喹喔啉和2，5_ 二 (三甲基錫)噻吩試劑聚合，通過對材料的吸收和光能量的測試，首次發現了這類材料在長波方向有強而寬的吸收，并預言了其在未來光電器件中的潛在應用。喹喔啉及其衍生物作為一類新型的缺電單元，近年來備受關注并取得良好成績，例如Ergang Wang等合成TQl與PCBM共混，光電轉換效率達到6. 0%,[先進材料Adv. Mater. 2010，22 (46)，5240-5244]。開路電壓是影響器件性能的主要因素，而給體材料的HOMO能級又決定著器件的開路電壓，為了降低給體的HOMO能級，具強電負性的氟原子常被引入缺電單元中，并取得了顯著成果。例如Yu Iuping等人合成PTB5的HOMO能級為-5. Olev，引入氟原子后PTB4的HOMO能級降低為-5. 12ev，開路電壓由O. 66V升至O. 74V，[美國化學會志J. Am. Chem.Soc. 2009，131，7792-7799]。Yang yang 等人合成 PBDTT-C 的 HOMO 能級為-5. 12ev,引入氟原子后PBDTT-CF的HOMO能級降低為-5. 22ev,開路電壓由O. 7V升至O. 76V，[自然光子Nature Photonics. . 2009，3，649-653]。基于上述理論和研究成果，在喹喔啉這種缺電子單元上引入氟原子制備新型的含氟D-A-D型給體聚合物有望進一步降低Η0Μ0，提升開路電壓，從而提高器件光伏性能，但是迄今還未見有關此類材料的制備方法及其應用于光伏電池中的報道。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的是開發一種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。本發明的另一個目的是利用氟原子的吸電子特性，降低聚合物材料的Η0Μ0能級，進而提升光伏電池的開路電壓。為了實現上述技術任務，本發明采用如下技術方案予以實現—種9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其結構通式如式I所示
權利要求
1.一種9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，結構通式如式I所
2.如權利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結構如式II所示
3.如權利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結構如式III所示
4.如權利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結構如式IV所示
5.如權利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結構如式V所示
6.如權利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結構如式VI所示
7.如權利要求I所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，其特征在于，所述的9，9- 二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物的結構如式VII所示
8.如權利要求I至7中任一權利要求所述的9，9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物用于制備聚合物光伏電池的應用。
全文摘要
本發明的目的在于利用氟原子的吸電子特性，開發一種新型的含有氟代喹喔啉的D-A-D型給體聚合物材料，降低聚合物材料的HOMO能級。本發明公開了一種9,9-二辛基芴與氟代喹喔啉的共軛聚合物，結構通式如下所示式中，R1是H或F原子；R2是間位或對位碳原子數為4到20的直鏈或支鏈的烷氧基苯基，或者是碳原子數為4到20的直鏈或支鏈的2-烷基噻吩或2,3-二烷基噻吩基；R3是H或碳原子數為4到20的直鏈或支鏈的烷基。本發明通過與相應的未氟代的聚合物相比較，單氟聚合物的HOMO能級較未氟代的聚合物低0.02～0.2eV，雙氟代聚合物的HOMO能級較未氟代的聚合物低0.05～0.3eV。
文檔編號H01L51/46GK102838733SQ20121031700
公開日2012年12月26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, 陳鍵, 王戶生, 安忠維, 陳冬 申請人:西安近代化學研究所