[发明专利]分子主链中包含苯并二亚砜吩基团的聚合物或小分子材料、其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种分子主链中包含苯并二亚砜吩基团的聚合物或小分子材料，具有强吸电子能力的亚砜基，与其他具有给电子特性的基团连接可以构成给体材料，具有优异的电荷传输性能，能够拓宽材料在可见光区的吸收。该材料制备方法简单易行，可用于有机太阳能电池的给体材料，以提高电池器件的效率。

技术领域

本发明涉及分子主链中包含苯并二亚砜吩基团的聚合物或小分子材料，能够用于有机太阳能电池技术领域。

背景技术

有机太阳能电池因其质轻、价廉和易柔性大面积制备等优点成为光伏领域的研究热点，其中光敏活性层材料是吸收太阳光转换为电能的主体材料，其特性直接决定了电池器件的性能。

但是，目前有机太阳能电池仍然存在吸收光谱窄、载流子迁移率低、效率较低和稳定性较差等问题，需要发展新的高性能给体材料。

发明内容

本发明提供了一种分子主链中包含苯并二亚砜吩基团的聚合物或小分子材料，其化学结构式如下化学结构式(1)-(8)中的一种：

以上结构式(1)-(8)中，每个结构式彼此独立，每个结构式中的n代表聚合度，优选为1至30000中的自然数；

以上结构式(1)-(8)中，每个结构式中的R彼此独立，分别选自以下基团中的任意一种：

以上结构式(1)-(8)中，每个结构式中的R₁彼此独立，分别选自以下基团中的任意一种：

本发明还提供了一种制备上述分子主链中包含苯并二亚砜基团的聚合物或小分子材料的方法，具体如下：

(1)苯并二亚砜吩基受体单元的合成

如下述合成路线，在化合物A和二氯甲烷中滴加双氧水和甲酸，室温搅拌，发生氧化反应，反应结束后去除甲酸，用二氯甲烷萃取出产物，干燥，过硅胶柱，得到苯并二亚砜吩基受体单元B；

作为优选，反应结束后采用饱和的碳酸氢钠溶液去除甲酸。

作为优选，采用硫酸镁干燥。

(2)将其他化合物与苯并二亚砜吩基受体单元B在氮气保护下，加入催化剂发生聚合反应，使苯并二亚砜吩基团连接在分子主链中，得到聚合物；或者，将化合物与苯并二亚砜吩基受体单元B在氮气以及催化剂存在条件下发生偶联反应，使苯并二亚砜吩基团连接在分子主链中，得到小分子材料。

作为优选，所述催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯，配体为三苯基膦。

本发明提供的聚合物或小分子材料中包含苯并二亚砜基团，具有强吸电子能力的砜基或亚砜基，与其他具有给电子特性的基团连接可以构成给体材料，具有优异的电荷传输性能，能够拓宽材料在可见光区的吸收。而这些性能正是作为有机太阳能电池的给体材料所需要的，因此作为有机太阳能电池的给体材料时具有高的电荷传输速率和宽的吸收光谱等优点，具有如下有益效果：