[发明专利]含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物合成技术领域，具体的说是涉及一种含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

当今世界经济主要是建立在以化石能源，如煤炭、石油和天然气等基础之上的经济。然而，这些不可再生的化石能源都在不断的枯竭。进入21世纪以来，全球性的能源问题以及随之而来的环境污染和气候变暖等问题日益凸现和逐渐加剧。由于太阳能具有分布普遍和广阔，资源数量多，无污染，清洁，安全以及获取方便等突出优点，被认为是最有希望的可再生能源之一。太阳能电池直接把太阳光能转化成电能，是利用太阳能切实可行的有效方法。然而，目前商品化的太阳能电池还局限于硅基等无机太阳能电池，但它们的价格过于昂贵，超出了目前人们普遍可以接受的程度，这大大限制了它们的使用范围。为了降低电池成本，拓展应用范围，长期以来，人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。

有机太阳能电池是一种新型的太阳能电池，相对于无机半导体材料来源有限，价格昂贵，有毒，制备工艺复杂，成本太高等而言，它具有无机太阳能电池无法比拟的一些优点，如材料来源广泛，结构多样性和可调控性，成本低廉，安全环保，制作工艺简单，产品重量轻，可大面积柔性制备等等，可以广泛应用在建筑、照明和发电等多种领域，具有重要的发展和应用前景。因此，国内外众多的研究机构和企业等都给予了相当的关注和投入。然而，到目前为止，有机太阳能电池的光电转换效率比无机太阳能电池还是要低很多。因此，开发新型的有机半导体材料对于提高有机太阳能电池的效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物，该共聚物具有良好的光热稳定性和成膜性，具有较低的能隙、较高的迁移率，对光谱的吸收范围宽，有效提高了载流子在活性层材料内部传递效率。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、产率高、易于操作和控制的含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物的制备方法。

本发明进一步的目的在于提供上述含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物在有机光电材料、聚合物太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储器件、有机非线性材料或/和有机激光器件中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物，其分子结构通式为下述(I)：

式中，n为聚合度，且为1～500的自然数；m为自然数，且1≤m≤20；x、y为正实数值，且x+y＝1；R₁、R₂选自氢原子、卤素、氰基、任选取代或未取代的C₁～C₄₀烷基、任选取代或未取代的芳基，或者任选取代或未取代的杂芳基；R₃选自氢原子、氰基、任选取代或未取代的C₁～C₄₀烷基、任选取代或未取代的C₁～C₄₀烷氧基、任选取代或未取代的C₆～C₄₀芳基、任选取代或未取代的C₆～C₄₀芳烷基，或者任选取代或未取代的C₆～C₄₀芳基烷氧基。

以及，一种含芴、蒽和苯并噻二唑单元共聚物制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物A、B、C，

其中，m为自然数，且1≤m≤20；R₁、R₂选自氢原子、卤素、氰基、任选取代或未取代的C₁～C₄₀烷基、任选取代或未取代的芳基或任选取代或未取代的杂芳基；R₃选自氢原子、氰基、任选取代或未取代的C₁～C₄₀烷基、任选取代或未取代的C₁～C₄₀烷氧基、任选取代或未取代的C₆～C₄₀芳基、任选取代或未取代的C₆～C₄₀芳烷基、任选取代或未取代的C₆～C₄₀芳基烷氧基；