專利名稱：苝酰亞胺類光電功能材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及茈酰亞胺的聚合物材料的制備方法，并 涉及該類材料在有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
太陽能電池是將光能(太陽光能)轉(zhuǎn)換為電能的器件，是一種光伏器件，于1%4 年在貝爾實(shí)驗(yàn)室首次發(fā)現(xiàn)。開始的研究主要集中于以單晶硅為活性材料的無機(jī)太陽能電 池，當(dāng)時(shí)貝爾實(shí)驗(yàn)室報(bào)道的器件效率為4 %。無機(jī)太陽能電池通常是基于p-n結(jié)結(jié)構(gòu)p區(qū)存 在過剩空穴，η區(qū)存在過剩電子，在p-n結(jié)附近，由于ρ型和η型的突變而形成內(nèi)建電場(chǎng)。材 料吸收光后產(chǎn)生的電子空穴對(duì)，通過擴(kuò)散，達(dá)到P-n結(jié)界面，在內(nèi)建電場(chǎng)作用下分開，并分 別向兩個(gè)電極移動(dòng)，形成光伏。盡管目前無機(jī)太陽能電池總能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了 25 %以上， 但是，昂貴的成本及窄帶隙半導(dǎo)體的嚴(yán)重光腐蝕限制了無機(jī)太陽能電池的實(shí)際應(yīng)用.降低 成本是這一領(lǐng)域的主要課題之一。最為廉價(jià)和有吸引力的太陽能電池材料非有機(jī)物莫屬一方面由于有機(jī)材料合成 成本低、功能易于調(diào)制、柔韌性及成膜性都較好；另一方面由于有機(jī)太陽能電池加工過程相 對(duì)簡(jiǎn)單，可低溫操作，器件制作成本也較低。除此之外，有機(jī)太陽能電池的潛在優(yōu)勢(shì)還包括 可實(shí)現(xiàn)大面積制造、可使用柔性襯底、環(huán)境友好、輕便易攜等。因而有望在手表、便攜式計(jì)算 器、半透光式充電器、玩具、柔性可卷曲系統(tǒng)等體系中發(fā)揮供電作用。目前在國內(nèi)外的研究 中，茈酰亞胺衍生物一般做為電子受體，與電子給體材料形成P-n結(jié)制備有機(jī)太陽能電池， 或者合成茈酰亞胺小分子與電子給體的共聚物制備聚合物太陽能電池，通過分子內(nèi)的載流 子轉(zhuǎn)移期望得到良好的光電性能。在本篇專利中，我們?cè)谲膈啺返腘原子上連接不同取代基的芳烴，極大得改善 了茈小分子產(chǎn)物的溶液性，制得的小分子產(chǎn)物能很好的溶于一般有機(jī)溶劑，同時(shí)較于在茈 核位置進(jìn)行改性的小分子更容易提純和聚合，制得的小分子和聚合物材料在有機(jī)太陽能電 池中有較好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種茈酰亞胺類光電功能材料及其制備方法， 設(shè)計(jì)茈酰亞胺類聚合物來制備相關(guān)的光電功能材料。另外，指出了該類材料在有機(jī)電致發(fā) 光、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管、有機(jī)光存儲(chǔ)、有機(jī)太陽能電池和有機(jī)激光等有機(jī)電子領(lǐng)域的應(yīng)用。技術(shù)方案本發(fā)明的茈酰亞胺類材料具有如下結(jié)構(gòu)通式
權(quán)利要求
1. 一種茈酰亞胺類光電功能材料，其特征在于該材料具有以下結(jié)構(gòu)通式
2. 一種如權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺類光電功能材料的制備方法，其特征在于采用 Suzuki縮合反應(yīng)方法，其中Suzuki縮合反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)、避光條件下依次加入反應(yīng)底 物、催化劑？(1( 拖3)4、相轉(zhuǎn)移催化劑31191!站336，以碳酸鉀溶液為堿，甲苯為溶劑，90°C條 件下反應(yīng)，合成路線如下
3. —種如權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺類光電功能材料的制備方法，其特征在于采用 Yamamoto聚合反應(yīng)方法，其中Yamamoto聚合反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)、避光條件下依次加入反 應(yīng)底物、催化劑Ni (COD)2,以DMF或甲苯為溶劑，80°C條件下反應(yīng)，合成路線如下
4. 一種如權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺類光電功能材料的制備方法，其特征在于采用 ^ille聚合反應(yīng)方法，其中^ille聚合反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)，避光條件下依次加入反應(yīng)底 物、催化劑Pd (PWi3)4,以碳酸鉀水溶液為堿，以甲苯為溶劑，80°C條件下反應(yīng)，合成反應(yīng)路線 如下
5.Sonogashira聚合反應(yīng)方法，其中Sonogashira聚合反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)、避光條件下，依 次加入反應(yīng)底物、催化劑Pd(PWl3)4與Cul，以三乙胺為堿，四氫呋喃THF為溶劑，室溫下反 應(yīng)，合成路線如下
全文摘要
本發(fā)明是一種基于苝酰亞胺類光電功能材料及其制備方法，通過Suzuki聚合、Yamamoto聚合、Stille聚合或者Sonogashira聚合制備了一系列不同含量的聚合物。該類材料具有很好的熱、光、化學(xué)穩(wěn)定性，在有機(jī)太陽能電池等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景?；谄p酰亞胺的聚合物的結(jié)構(gòu)通式如下式中a為1～30中的數(shù)字，b為0～30中的數(shù)字，R為C1-C10烷基或烷氧基。A1為以下結(jié)構(gòu)中的任意一種其中n為1～10中的數(shù)字；R為C1-C10的烷基。
文檔編號(hào)C08G61/12GK102070771SQ20101056892
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者安眾福, 張勝蘭, 陳潤鋒, 馬琮, 黃維 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)