[发明专利]噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光电材料领域，公开了噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物及其制备方法和应用。结构如式(1)所示的噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物：该噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物是一类新的聚合物给体材料，与受体材料Y6及Y6衍生物混合制备的有机太阳能电池器件具有高达17.5％的光电转换效率。对促进太阳能电池的广泛应用具有重要价值。利用该噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物通过多次旋涂的方法制备得到的太阳能电池形貌容易控制，制得的太阳能电池光电转换效率可达到17.5％。

技术领域

本发明属于光电材料领域，特别涉及噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

有机太阳能电池同时需要(电子)给体材料和(电子)受体材料构筑活性层，电池器件的效率依赖于给体材料和受体材料的物理性质和共混形貌。最近几年，随着高效非富勒烯受体材料(例如受体材料Y6及其衍生物)的发展，有机太阳能电池的光电转换效率突破17％。与富勒烯受体材料相比，这类高效非富勒烯受体材料具有新的特点，包括结晶性能好、窄带隙、较低的LUMO(最低未占分子轨道)能级和中等的HOMO(最高占据分子轨道)能级。这些新的特点使得大部分匹配富勒烯的给体聚合物不能很好的匹配这类非富勒烯受体材料。目前，只有少数给体聚合物(例如给体材料PM6和D18)具有超过17％的光电转换效率。因此该领域需要发展高效的太阳能电池给体材料。另外，高性能的太阳能电池一般通过旋涂给体材料和受体材料的混合溶液制备，由于混合溶液的加热冷却时间以及溶剂都会显著的影响混合薄膜的形貌，因此需要非常繁琐的尝试才能得到好的制备条件。而且通过这种制备方法非常难得到垂直的相分离(给体材料富集在正极，受体材料富集在负极)效果。

因此，提供一种匹配性好的给体材料，特别是与受体材料Y6及其衍生物匹配性好，制得的太阳能电池光电效率高，是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物及其制备方法和应用，所述噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物是一类新的聚合物给体材料，所述噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物为电子给体材料与受体材料Y6及Y6衍生物混合制备的有机太阳能电池器件具有高达17.5％的光电转换效率。对促进太阳能电池的广泛应用具有重要价值。

本发明的第一方面提供噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物。

具体的，结构如式(1)所示的噻吩稠合萘单酰亚胺聚合物：

其中，所述R表示C₁-C₂₄的烷基链或所述R₁选自C₁-C₂₄的烷基链、C₁-C₂₄的烷氧链、C₁-C₂₄的烷硫链或C₁-C₂₄的烷硅链中的任意一种；

所述L1和L2分别独立表示中的任意一种；所述R₂和R₃分别独立表示C₁-C₂₆的烷基链、C₁-C₂₆的烷氧链、C₁-C₂₆的烷硫链、C₁-C₂₆的烷硅链或C₁-C₂₆的烷氯链中的任意一种；

所述A表示所述R₄表示C₁-C₂₆的烷基链、C₁-C₂₆的烷氧链、C₁-C₂₆的烷硫链、C₁-C₂₆的烷硅链或C₁-C₂₆的烷氯链中的任意一种；所述Z表示卤素；

所述X选自F、Cl、Br、S、Se、O或N中的任意一种；