[发明专利]含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物及其制备方法和应用有效
申请号: | 201010225467.8 | 申请日: | 2010-07-12 |
公开(公告)号: | CN102329413A | 公开(公告)日: | 2012-01-25 |
发明(设计)人: | 周明杰;黄杰;许二建 | 申请(专利权)人: | 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技术有限公司 |
主分类号: | C08G61/12 | 分类号: | C08G61/12;C09K11/06;H01L51/46;H01L51/54;H01L51/30 |
代理公司: | 深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217 | 代理人: | 郭伟刚 |
地址: | 518052 广东省深*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 含苯唑 噻吩 羧酸 亚胺 共轭 聚合物 及其 制备 方法 应用 | ||
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种聚合物、制备及其应用,更具体地说,涉及一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物、制备方法及其应用。
背景技术
利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前用于地面的硅太阳能电池由于生产工艺复杂、成本高,使其应用受到限制。为了降低成本,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。聚合物太阳能电池因其具有原料价格低廉、质量轻、柔性、生产工艺简单、可用涂布、印刷等方式大面积制备等优点而备受关注,如果能够将其能量转化效率提高到接近商品硅太阳能电池的水平,其市场前景将是非常巨大的。
自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE(N.S Sariciftci,L.Smilowitz,A.J.Heeger,et al.Science,1992,258,1474)上报道共轭聚合物与C60之间的光诱导电子转移现象后,人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究,并取得了飞速的发展。目前,聚合物太阳能电池的研究主要集中于给体、受体共混体系,采用PTB7与PC71BM共混体系的能量转化效率已经达到7.4%(Y.Lianget al.,Adv.Mater.;DOI:10.1002/adma.200903528),但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多,限制聚合物太阳能电池光电转换效率提高的主要制约因素有:有机半导体器件相对较低的载流子迁移率、器件的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配、高光子通量的红光区没有被有效利用等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用,开发新型的材料,大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物,其具有较高的载流子迁移率、较高的摩尔吸光系数和宽的光吸收范围,提高了与太阳光发射光谱的匹配度,可以提高光电转换效率。
本发明进一步要解决的技术问题在于,还提供一种合成路线简单、工艺要求低的含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法。
本发明进一步要解决的技术问题在于,还提供一种含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物在制备有机太阳能电池器件、有机场效应晶体管、有机电致发光器件、有机光存储器件、有机非线性材料和有机激光器件中的应用。
为了达成上述目的,依据本发明,提供一种含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物,其特征在于,为以下通式的化合物:
其中,R1、R2为C1~C20的烷基,R3为C1~C20的烷基或所示取代苯基,R4、R5、R6相同或不同地表示为氢、C1~C20的烷基或烷氧基,1≤x<2,0<y≤1,x+y=2,n为1~120的整数。
为了达成上述目的,依据本发明,还提供一种含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法,以2,7-双三甲基锡-苯唑[2,1-b:3,4-b′]二噻吩、2,7-二溴-苯唑[2,1-b:3,4-b′]二噻吩和N,N’-二取代-2,6-二溴-1,4,5,8-萘四羧酸二酰亚胺为原料,将上述原料按照m∶p∶q的摩尔比与催化剂加入到有机溶剂中,在无氧环境下于60~130℃进行施蒂勒(Stille)反应24~72h,得到上述含苯唑并二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物,所述2,7-双三甲基锡-苯唑[2,1-b:3,4-b′]二噻吩的通式为所述2,7-二溴-苯唑[2,1-b:3,4-b′]二噻吩的通式为所述N,N’-二取代-2,6-二溴-1,4,5,8-萘四羧酸二酰亚胺的通式为
其中,m+p+q=2,m=p+q,0≤p<1,R1、R2为C1~C20的烷基,R3为C1~C20的烷基或所示取代苯基,R4、R5、R6相同或不同地表示为氢、C1~C20的烷基或烷氧基。
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