水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物、制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物、制備方法及其應用，屬于有機光電領域，是將一定量的磷酸加入含有一定量的氯甲基乙醚的乙酸溶液中，再加入一定量的噻吩，即可得到氯甲基化的產物，將其加入四氫噻吩的甲醇溶液中，在一定的溫度下，加入堿液，聚合，再用酸終止反應即可得到所需的聚合物前驅體。這種水溶性的聚合物與CdTe納米晶雜化，可以制備水溶性的雜化太陽能電池，沒有用到高毒性的有機溶劑，并獲得可觀的光電轉化效率，其吸收光譜可以得到一定拓寬。
【專利說明】水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物、制備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于有機光電【技術領域】，具體涉及一種新型水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物PWTV、制備方法及其在制備水溶性雜化電池中的應用。
【背景技術】
[0002]水溶性的共軛聚合物在有機光電這一領域有著非常重要的用途，這種水溶性材料不僅清潔環保，毒性小，可以減少對環境的污染，而且還有效率較高的光電性能。盡管目前已有報道水溶性的聚合物用在有機光電領域(方正，高質量水溶性熒光量子點的合成及在光電轉化中的應用，《華東理工大學》2011年博士論文)，但是這類聚合物上的電荷都難以脫去，影響載流子的進一步傳輸，進而降低光電轉化的效率。在之前的實驗中，這一缺點在苯環上體現得尤為明顯，在很大程度上限制了我們合成的共聚物在這方面的應用。在實驗中，我們發現，在具有環狀結構的有機物中，噻吩的環上由于自身的電子密度要高于苯環，因此在有機太陽能電池這一科研領域之中被人們當作電子的給體，從而得到了廣泛的應用。但是如何制備水溶性的含有噻吩環的共軛聚合物，以及如何提高電池的光電轉化效率依舊是一個難題。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種有效方法來制備水溶性的共軛聚合物:聚噻吩乙炔PWTV。它的前驅體結構式如(1)所示，這種前驅體在氮氣或稀有氣體(如氬氣)下進行退火可得到共軛聚合物成品，其結構式如(2)所示，這種共聚物成品可以有效的溶于水中，且擁有比較好的成膜性以及熱穩定性，在制作水溶性雜化電池中具有重要的應用。
[0004]
【權利要求】
1.一種水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物，其結構式如下所示:
2.權利要求1所述的水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物的制備方法，其步驟如下: (1)在體積比為1:6的磷酸和乙酸的混合溶液中加入噻吩與氯甲基乙醚，噻吩與氯甲基乙醚的質量比為1:2.5，磷酸與噻吩的體積質量比為ImL:0.8g，在室溫下反應15~20小時，再加入500mL冰水混合物使之完成氯甲基化反應，即可得到2，5- 二氯甲基噻吩； (2)將產物用去離子水洗滌后，用無水硫酸鎂吸干水分，經過減壓蒸餾與真空抽干，然后在O~20攝氏度下，量取四氫噻吩，2，5- 二氯甲基噻吩與四氫噻吩的摩爾比為1:2，加入后在甲醇環境下用0.1~4mol/L的NaOH引發維斯林聚合反應，2，5- 二氯甲基噻吩與NaOH的摩爾比為1:1 ;反應20~30小時后用0.1~4mol/L的HCl終止反應,用甲醇溶液滲析20~30小時，即制備得到共聚物PWTV前驅體，其濃度為I~5mg/mL ； (3)將共聚物PWTV前驅體在氮氣或稀有氣體的環境下退火即可得到共聚物PWTV。
3.權利要求1所述的水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物在制作水溶性雜化電池中的應用。
4.如權利要求3所述的水溶性聚噻吩乙炔共軛聚合物在制作水溶性雜化電池中的應用，其特征在于:在ITO玻璃表面旋涂一層TiO2溶膠，將PWTV前驅體與CdTe納米晶以質量比1:1~1:5混合，然后在TiO2溶膠表面旋涂該混合物，退火后再蒸鍍金電極即得水溶性雜化電池。
【文檔編號】H01L51/46GK103613740SQ201310600628
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】楊柏, 那天一, 魏浩桐, 張皓 申請人:吉林大學