[发明专利]一种聚合物光电材料

说明书

技术领域

本发明涉及光电子材料中共轭聚合材料，尤其是一种聚合物光电材料。

背景技术

共轭聚合物，包括聚噻吩及其衍生物(PTs)、聚对苯乙炔及其衍生物(PPVs)、聚对苯及其衍生物(PPPs)以及杂环芳烃的聚合物，由于具有一定的光电活性，所以在光电子领域得到了广泛的应用。

为了改善这些材料的光电性能，人们采用了很多方法对其进行修饰。虽然这些研究工作已经取得了一定的进展，但是在实际应用上来说，光电材料的性能仍然需要提高。在聚合物太阳能电池的应用领域，由于存在着对太阳光辐射能量的吸收利用率不高的问题，导致聚合物太阳能电池的能量转换效率较低，这也是限制聚合物太阳能电池应用的主要问题。针对这一问题，最有效的方法就是合成出能够在长波长方向吸收太阳光辐射能量的聚合物，拓宽聚合物的吸收光谱。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以提高对太阳光辐射吸收利用率的聚合物光电材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种聚合物光电材料，其特别之处在于具有以下分子结构：

上式中R₁代表与主链通过双键相连的单元，其是烷基、苯、噻吩、或吡咯结构；

R₂代表丁基、己基、或辛基中的一种；

n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值是大于等于4的自然数。

其中所述的R₁代表1-己基，R₂代表丁基、己基、或辛基中的一种，n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值是大于等于4的自然数，该聚合物光电材料具有以下结构

其中所述的R₁代表4-己基苯-1-基，R₂代表丁基、己基、或辛基中的一种，n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值是大于等于4的自然数，该聚合物光电材料具有以下结构

其中所述的R₁代表5-己基噻吩-2-基，R₂代表丁基、己基、或辛基中的一种，n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值是大于等于4的自然数，该聚合物光电材料具有以下结构

其中所述的R₁代表5-己基吡咯-2-基，R₂代表丁基、己基、或辛基中的一种，n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值是大于等于4的自然数，该聚合物光电材料具有以下结构

本发明的聚合物光电材料能够提高对太阳光辐射吸收利用率，在制备光电功能器件中，可用于高分子材料组成的聚合物太阳能电池器件中的光活性层，可用来制作聚合物太阳能电池器件；可用于高分子材料组成的聚合物电致发光器件中的发光层，可用来制作聚合物电致发光白光器件。

具体实施方式

本发明的光电聚合物材料采用在有机溶剂中合成的方法制备，主要包括单体的合成以及聚合反应两个部分。

实施例1：

(i)Mg，Et₂O，回流，6h；(ii)NBS，BPO，CCl₄，回流，4h；(iii)P(OC₂H₅)₃，160℃，12h；(iv)1，NaOCH₃，DMF，20℃，30min；(v)NBS，THF/HOAc，3h；(vi)n-BuLi，THF，-78℃，1h；(C₄H₉)₃SnCl，回流，6h；(viii)甲苯，Pd(0)，回流，12h。

单体1的合成通过以下步骤(1)-(4)，单体2的合成通过以下步骤(5)-(6)：

步骤(1)：将清洗过的镁粒放入250mL盛有50mL无水乙醚的三颈瓶中，再加入0.1mol 2-溴-3-甲基噻吩，高纯氮保护，搅拌反应完全，加入0.2mol的催化剂氯化[1，2-双(二苯膦基)丙烷]合镍[(dppp)NiCl₂]，之后采用恒压滴液漏斗加入0.1mol 2-溴-3-甲基噻吩的乙醚溶液。回流反应12h后将混合物倒入2mol/L的盐酸冰水溶液中，经分离、干燥后用真空蒸馏或重结晶的方法分别获得3，3’-二甲基-2，2’-联二噻吩。