含并[3,2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含并[3,2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應(yīng)用，所述共聚物具有式(Ⅰ)的結(jié)構(gòu)，所述共聚物是通過將苯并二(苯并噻二唑)與并二硒吩進(jìn)行Suzuki耦合反應(yīng)制備而得。由化合物并[3,2-b]二硒吩、苯并二(苯并噻二唑)構(gòu)成的聚合物能夠形成一種很強(qiáng)的給體-受體結(jié)構(gòu)，一方面有利于提高了材料的穩(wěn)定性，另一方面有利于降低材料的能帶隙，從而擴(kuò)大太陽光吸收范圍，提高光電轉(zhuǎn)化效率。
【專利說明】含并[3, 2-b] 二砸吩—苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其
制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，本發(fā)明涉及一種含并[3，2-b] 二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]制備成本低、效能高的太陽能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前已商業(yè)化的硅太陽能電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。為了降低成本，拓展應(yīng)用范圍，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?yàn)樵蟽r(jià)格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而具有優(yōu)越的市場(chǎng)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(bào)道共軛聚合物與C60之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們?cè)诰酆衔锾柲茈姵胤矫嫱度肓舜罅垦芯?，并取得了飛速的發(fā)展。目前聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率仍然比硅太陽能電池低，原因之一是由于聚合物的載流子遷移率比無機(jī)單晶材料的遷移率低了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。目前所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(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移效率低的另一重要原因。為進(jìn)一步提高聚合物太陽能電池的性能，一方面可采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(duì)太陽能的吸收利用，另一方面可采用退火、加入表面活性劑等材料對(duì)器件進(jìn)行優(yōu)化。
[0003]苯并噻二唑單元具有優(yōu)異的還原可逆性，與鎂、鋁等金屬陰極的功函值非常接近；屬于缺電子型芳香環(huán)化合物，具有強(qiáng)吸電子能力，是一種優(yōu)良的受體單元具有較好的電子傳輸性質(zhì)，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)材料的能隙。
[0004]菲由三個(gè)六元環(huán)并成，所有原子在同一個(gè)平面上，具有良好電子空穴傳輸能力，而且分子的剛性有利于提高材料的熱穩(wěn)定性能，而且菲的9，10位容易修飾，可以利用簡便的方法引入供電子基團(tuán)和受電子基團(tuán)，調(diào)節(jié)其供/吸電子性能。因此它在有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽能電池、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等光電材料中有著廣泛的應(yīng)用
[0005]硒原子的半徑比硫原子的大，更加能增強(qiáng)聚合物聚合物鏈之間的分子重疊，促進(jìn)電荷的跳動(dòng)過程。由于硒吩具有低的帶隙和2，3，4，5容易修飾取代，近年來引起了科研工作者的極大關(guān)注。而并硒吩類衍生物比并噻吩類衍生物具有更窄的能帶，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于有機(jī)太陽能電池、有機(jī)發(fā)光二極管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管等光電材料中。
[0006]然而，同時(shí)含有并[3，2-b] 二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的聚合物目前仍沒有文獻(xiàn)和專利報(bào)道，這就大大限制了它的應(yīng)用范圍。因此，本發(fā)明開發(fā)了含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共軛聚合物，擴(kuò)大它們?cè)诰酆衔锾柲茈姵氐阮I(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]基于此，本發(fā)明的目的是提供一種含并[3，2_b] 二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。
[0008]具體的技術(shù)方案如下:
[0009]一種含并[3，2-b] 二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，所述共聚物具有式(I )的結(jié)構(gòu)，
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種含并[3，2-b] 二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，所述共聚物具有式(I )的結(jié)構(gòu)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，所述R1, R2為C廣Cltl的烷基，所述R3, R4為C1~C8的烷基；所述n為25~75之間的整數(shù)。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的含并[3，2-b] 二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
(1)在惰性氣體環(huán)境中，將結(jié)構(gòu)式為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述4，4’ -二溴-6，6’ -二碘-聯(lián)2，1，3苯并噻二唑是采用如下步驟制得: 將結(jié)構(gòu)式為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述堿I為Bu3N,所述堿1與炔類化合物的摩爾用量比為1:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述催化劑I為Pd (OAc)2，所述催化劑I的摩爾用量為4，4’ -二溴_6，6’ -二碘-聯(lián)2，1，3苯并噻二唑的10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述催化劑2為Pd (PPh3) 4，所述催化劑2的摩爾用量為化合物3的0.05%-20% ;步驟(3)中，所述堿2為Na2CO3,所述堿2的摩爾用量為化合物4的2-20 倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟⑴中所述溶劑I為DMF ;步驟⑵中所述溶劑2為THF ;步驟(3)中所述溶劑3為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯或甲苯。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮?dú)饣蚝狻?br> 10.權(quán)利要求1或2所述的含并[3，2-b]二硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物在聚合物太陽能電池，有機(jī)電 致發(fā)光，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，有機(jī)光存儲(chǔ)和有機(jī)激光領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01L51/54GK103804652SQ201210453870
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元, 黃佳樂, 李滿園 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司