[发明专利]含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物、其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机材料技术领域，具体涉及一种含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物、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。

为充分利用太阳光照射的能量，人们不断开发出能够吸收太阳光的新型材料，其中无机半导体材料获得较为广泛的发展和应用，例如目前用于地面的硅晶电池，然而由于其生产工艺复杂、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替代的有机光电材料。

近年来，越来越多的研究集中在有机太阳能电池等光电器件上应用的有机光电材料。有机太阳能电池是一种新型的太阳能电池，有机太阳能电池将太阳光能转化成电能，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，开发新型的有机光电材料对于提高有机太阳能电池及其它半导体器件的效率具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，提供一种光谱响应宽、光电转换效率高的含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物及其制备方法。

本发明实施例还提供上述含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物的应用。

一种含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物，为如下结构式(I)表示的聚合物：

式中：R₁、R₂、R₃为相同或不同地表示为C₁-C₂₀的烷基；R₄、R₅、R₆、R₇为相同或不同地表示为H或C₁-C₂₀的烷基；x、y为正实数且x+y＝1；n为1-100的整数。

一种含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物制备方法，其包括如下步骤：

提供如下结构式表示的化合物A、B、C、D、E，

式中：R₁、R₂、R₃为相同或不同地表示为C₁-C₂₀的烷基；R₄、R₅、R₆、R₇为相同或不同地表示为H或C₁-C₂₀的烷基；

在催化剂和有机溶剂中，将化合物B、C、D进行如下式所示的耦合反应，得到耦合产物，

在有机溶剂中，将耦合产物和溴化剂进行溴化取代反应，得到二溴产物；

在催化剂、碱溶液和有机溶剂中，将化合物A、化合物E与二溴产物进行Suzuki反应，获得如下结构式(I)表示的含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物：

式中n为1-100的整数；x、y为正实数且x+y＝1。

以及，上述含芴和噻吩吡咯二酮单元的共聚物在有机光电材料、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。