含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，結構通式如下：其中，R為H、C1～C16的烷基或C1～C16的巰基；n為1～60的自然數。上述含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩具有很好的對稱性和平面性，是一種優良的電子給體材料。吡啶并噻二唑含有大的平面共軛體系和良好的分子共平面性，分子間大π鍵的相互作用很強，是一種具有強吸電子能力的優良的受體單元。通過苯并二噻吩和吡啶并噻二唑的“推-拉電子”的相互作用，降低了共軛聚合物的能隙，相比于傳統的聚合物材料，光吸收范圍較寬。本發明還提供上述含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法及應用。
【專利說明】含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電領域，尤其涉及一種含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]有機太陽能電池由于具有無機太陽能電池無法比擬的一些優點，如成本低廉，制作工藝簡單，產品重量輕，可大面積柔性制備等優點，作為一種具有潛力的可再生能源受到人們的廣泛關注。在過去的十年里，有機太陽能電池的性能有了穩步提高，能量轉換效率已接近10%。盡管有機太陽能電池的能量轉換效率得到了大幅提高，但是，到目前為止，有機太陽能電池的光電轉換效率比無機太陽能電池還是要低很多。因此，要想實現有機太陽能電池的商業化，開發新型的有機半導體材料對于提高有機太陽能電池的效率具有重要意義。
[0003]由于近年來在共軛聚合物的設計和聚合物太陽能電池器件制造工藝上的進步，聚合物太陽能電池的效率已取得很大提高。聚合物太陽能電池未來面臨的挑戰之一就是合成新型的P-型共軛聚合物，它需 要具備以下特點:(a)良好的溶解性，有利于溶劑加工，實現工業化生產；(b)對整個太陽光光譜有寬而強的吸收；(c)高的載流子遷移率，有利于載流子傳輸。
[0004]然而，傳統的聚合物材料的光吸收范圍較窄。因此，如何拓寬聚合物材料的光吸收范圍，使其光吸收范圍最大程度地覆蓋整個太陽光光譜將是研究的重點。
【發明內容】
[0005]基于此，有必要提供一種光吸收范圍較寬的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法。
[0006]此外，還有必要提供一種含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物在有機太陽能電池器件、有機電致發光器件、有機場效應晶體管、有機光存儲、有機非線性材料及有機激光中的應用。
[0007]一種含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，結構通式如下:
[0008]
【權利要求】
1.一種含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物，其特征在于，結構通式如下:
2.一種含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 分別提供具有如下結構式的化合物A和化合物B:
3.根據權利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑的加入量為所述化合物A的摩爾數的0.01%~5% ； 所述催化劑為有機鈀與有機膦配體的混合物；或所述催化劑為有機鈀。
4.根據權利要求3所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機鈀與有機膦配體的混合物中，所述有機鈀與所述有機膦配體的摩爾比為 1:2 ~1:20 ;所述有機鈀為三(二亞芐基丙酮)二鈀、四(三苯基膦)鈀或二(三苯基膦)二氯化鈀； 所述有機膦配體為三(鄰甲基苯基)膦。
5.根據權利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或甲苯。
6.根據權利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物A由如下步驟制得: 提供具有如下結構式的化合物E:
7.根據權利要求6所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物E由如下步驟制得: 分別提供具有如下結構式的化合物C和化合物D:
8.根據權利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物B由如下步驟制得: 分別提供所述化合物A和具有如下結構式的化合物F:
9.根據權利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述分離純化的操作為: 將反應體系減壓蒸發除去過量的所述有機溶劑，接著將殘余液體滴加到甲醇中進行沉降，抽濾后得到的固體用甲醇洗滌，干燥后氧化鋁柱層析，接著氯仿淋洗并收集洗液，蒸發除去所述洗液中的有機溶劑后收集剩余液體滴加到甲醇中進行沉降，抽濾后收集的固體用丙酮索氏提取三天，收集液相并將所述液相滴加到甲醇中進行沉降，真空泵下抽過夜，得到的固體即為純化后的所述含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物。
10.根據權利要求1所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共軛聚合物在有機太陽能電池器件、有機電致發光器件、有機場效應晶體管、有機光存儲、有機非線性材料及有機激光中的應用。
【文檔編號】H01L51/30GK103936968SQ201310024982
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月23日 優先權日:2013年1月23日
【發明者】周明杰, 管榕, 李滿園, 黃佳樂, 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