[发明专利]一种用于光电器件的共轭聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电器件材料领域，尤其涉及一种光电功能的共轭聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

有机太阳能电池由于具有无机太阳能电池无法比拟的一些优点，如成本低廉，制作工艺简单，产品重量轻，可大面积柔性制备等优点，作为一种具有潜力的可再生能源受到人们的广泛关注。在过去的十年里，有机太阳能电池的性能有了稳步提高，能量转换效率已接近10％。

虽然人们在有机太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展，有机太阳能电池的效率已取得很大提高，但目前有机太阳能电池的能量转换效率仍然比硅太阳能电池低，原因之一是聚合物的载流子迁移率比无机单晶材料的迁移率低了好几个数量级。目前所使用的共轭聚合物光电池材料的光谱响应较载，其吸收光谱与太阳光谱不能很好地匹配，是导致能量转移效率低的另一重要原因

因此，如何拓宽聚合物材料的光吸收范围，使其光吸收范围最大程度地覆盖整个太阳光光谱将是研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于一种用于光电器件的共轭聚合物及其制备方法和应用。

本发明的技术方案如下：

一种用于光电器件的共轭聚合物，结构通式如下：

其中，n为10～100之间的自然数；R₁为H、或C₁～C₂₀的烷基，R₂为C₁～C₁₀的烷基。

上述用于光电器件的共轭聚合物的制备方法，包括以下步骤：

分别提供具有如下结构式的化合物I和化合物II：

其中，R₁为H、或C₁～C₂₀的烷基，R₂为C₁～C₁₀的烷基；

在保护气体氛围、无水无氧环境下，将所述化合物I和所述化合物II在有机溶剂和催化剂存在的条件下进行Stille偶合反应，其中，所述化合物I和所述化合物II的摩尔比为1:1.5～1.5:1，反应温度为80℃～100℃，反应时间为48h～72h，分离纯化后得到具有如下结构式的共轭聚合物：

其中，n为10～100之间的自然数。

所述催化剂的加入量为所述化合物II的摩尔数的0.01％～5％；所述催化剂为有机钯与有机膦配体的混合物。

所述有机钯与有机膦配体的混合物中，所述有机钯与所述有机膦配体的摩尔比为1:5～1:10；

所述有机钯为三(二亚苄基丙酮)二钯；所述有机膦配体为三(邻甲基苯基)膦。

所述有机溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或甲苯。

所述化合物I由如下步骤制得：

提供具有如下结构式的化合物C和化合物D：

在保护气体氛围、-78℃的条件下，将二异丙基胺基锂加入所述化合物C的有机溶液中，其中，所述二异丙基胺基锂和所述化合物C的摩尔比为1:1～1.5:1，搅拌反应2h～3h，接着向上述体系中加入化合物D进行Wittig-Horner反应，其中，所述化合物D和所述化合物C的摩尔比为1:2.0～1:2.5反应0.5h～1h后恢复至室温继续反应12h～15h，分离纯化后得到具有如下结构式的化合物E：

在保护气体氛围、-78℃的条件下，将正丁基锂加入所述化合物E的有机溶液中，其中，所述正丁基锂和所述化合物E的摩尔比为2.2:1～2.5:1，搅拌反应2h～3h，接着向上述体系中加入三甲基氯化锡，其中，所述三甲基氯化锡和所述化合物E的摩尔比为2.0:1～2.5:1，反应0.5h～1h后恢复至室温继续反应20h～24h，得到具有如下结构式的化合物I：

所述化合物II由如下步骤制得：

提供化合物F和化合物G，所述化合物F的结构式为：

所述化合物G的结构式为：

其中，R₂为C₁～C₁₀的烷基；及