[发明专利]含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，尤其涉及一种含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物、其制备方法及应用。

背景技术

高效率太阳能电池通常是以无机半导体为原料，例如硅晶太阳能电池，但是，硅晶材料的生产过程工艺复杂，污染严重，耗能大，成本高，抑制了其商业化应用的发展。因此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。而有机半导体材料一方面由于有机材料的环境稳定性好、制备成本低、功能易于调制、柔韧性及成膜性都较好；另一方面由于有机太阳能电池加工过程相对简单，可低温操作，器件制作成本也较低等优点而备受关注，成为廉价和有吸引力的太阳能电池材料。除此之外，有机太阳能电池的潜在优势还包括：可实现大面积制造、可使用柔性衬底、环境友好、轻便易携等。

但是有机半导体材料的光电转换效率和现有的无机材料相比要低得多，这成为制约有机半导体材料应用在发光材料领域的一个瓶颈。

发明内容

有鉴于此，提供一种光电转换效率高的含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物、其制备方法和应用。

一种含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物，该共聚物具有如下的结构式(A)：

其中，n为1-100的自然数，m为6-12的自然数，x、y为正实数且x+y＝1，R₁、R₂相同或不同，选自氢、氟、氰基、C₁-C₁₈的烷基或C₁-C₁₈的烷氧基、芳基或杂芳基，R₃选自氢、苯基、C₁-C₁₂的烷基或C₆-C₄₀的芳基烷基。

一种含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物的制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物I、III、IV，

式中，m为6-12的自然数，x、y为正实数且x+y＝1，R₁、R₂相同或不同，选自氢、氟、氰基、C₁-C₁₈的烷基、C₁-C₁₈的烷氧基、芳基或杂芳基，R₃选自氢、苯基、C₁-C₁₂的烷基或C₆-C₄₀的芳基烷基；

无水无氧条件下，将化合物I和烷基锂于-70℃～-85℃温度下，加至有机溶剂中；加入双频哪醇合二硼，将体系温度升至室温反应12-48小时，得到化合物II，反应式表示为：

无氧条件下，将化合物II、化合物III及化合物IV加入至有机溶剂中，在70-100℃及碱和催化剂条件下，反应24-72小时，得到含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物，反应式表示为：

式中，x、y为正实数且x+y＝1，n为1-100的自然数。

以及，上述含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物在有机光电材料、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、有机光存储器件或有机激光器件中的应用。

上述含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物及其制备方法中，通过使用芴或其衍生物、蒽或其衍生物及喹喔啉或其衍生物作为聚合物单元，使得该共聚物具备芴或其衍生物、蒽或其衍生物及喹喔啉或其衍生物的性质，使共聚物具有低能隙、高载流子迁移率、宽范围的光谱吸收，高效率的载流子传递，保证了本发明实施例的含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物具有很高的光电转换效率，可广泛应用于各种光电/半导体材料或器件中。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的含芴、蒽及喹喔啉单元的共聚物的制备方法流程图；

图2是以本发明实施例的共聚物P1为活性层的有机太阳能电池器件的结构示意图；

图3是以本发明实施例的共聚物P1为发光层的有机电致发光器件的结构示意图；

图4是以本发明实施例的共聚物P1为有机半导体层的有机场效应晶体管结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。