[发明专利]一种基于二噻吩并吡咯的聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及有机半导体领域，具体涉及一种基于二噻吩并吡咯的聚合物及其制备方法和应用，本发明聚合物给体部分是由以二噻吩并吡咯为核、通过引入含不同官能团的侧链来改变其结构(对其上N原子进行修饰)后的一类单体与一类含溴原子的共轭平面单体发生stille聚合反应所制得。受体部分采用经典的非富勒烯型Y6受体。此类新型的共轭聚合物材料具有较好的平面共轭结构，有着明确的分子结构与分子量以及良好的可见‑近红外光吸收性能，良好的溶解性和较高的空穴迁移率以及良好的光电性能，使得其在新型有机光伏材料中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及有机半导体领域，具体涉及一种基于二噻吩并吡咯的聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，现有的常规储备能源总量在人们日益增大的需求量下显得相形见绌。人类对石油资源、煤炭资源、天然气资源等传统能源开发历史悠久，此类常规能源在现如今的社会生产中占有较大比重。但使用常规能源所引发的不利影响也随着科学技术的不断发展从而逐步浮现，开采常规能源对于环境与生态的破坏是巨大的。诸如温室效应及的产生是由于过量常规能源燃烧所产生的二氧化碳气体排放进入大气层；而酸雨现象则是由于脱硫不完全的煤炭燃烧以及机动车排放出的氮氧化物进入大气层与水作用从而形成酸雨。也正因为此，人类一直将探索开发新型能源以取代传统能源视为目标。自物理学家赫兹率先于1887年发现光电效应以来，科学家们对太阳能将光转换为电能的研究日益增多。太阳能是一种可再生的清洁能源，其具有以下优势：太阳能以辐射的形式广泛分布存在于地球上；储备量巨大；与其他常规能源相比，开发利用其所带来的环境影响非常小。基于此，对将太阳能转换成电能的光电材料的开发设计应用及其性能优化成为了目前研究的焦点。非富勒烯型有机太阳能电池是太阳能电池中的一类，与富勒烯型有机太阳能电池相比具有更好的综合性能。二噻吩并吡咯(DTP)是一种稠环芳香单元，有着更具平面特征的结构与共轭扩展结构，较宽的吸收光谱以及较高的空穴迁移率，作为给体/受体材料时有着合适的电子能级以及良好的溶解性。但是现有得到的DTP聚合物给电子能力有限，限制了其在太阳能电池等领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中，现有得到的DTP聚合物给电子能力有限，限制了其在太阳能电池等领域的应用的问题，提供一种基于二噻吩并吡咯的聚合物。

本发明的另一个目的在于提供上述基于二噻吩并吡咯的聚合物的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供基于二噻吩并吡咯的聚合物的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于二噻吩并吡咯的聚合物，其结构式如下：

其中，m为2或4，R为烷烃，R’为中的一种。

优选地，当m为2时，两个F原子位于苯环的对位上。

一种所述基于二噻吩并吡咯的聚合物的制备方法，包括如下步骤：分别提供如下结构式表示的化合物A和B，

在惰性气体保护环境下，将摩尔比为1:1的化合物A和B溶于有机溶剂中，进行Stille偶合反应即得。

优选地，所述催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯与三(邻甲基苯基)磷的混合物。

优选地，所述三(二亚苄基丙酮)二钯与三(邻甲基苯基)磷的摩尔比为1:3。

优选地，三(二亚苄基丙酮)二钯与化合物A的比例为(0.01～0.03):1。

优选地，所述有机溶剂为无水氯苯。

优选地，其特征在于，所述Stille偶联反应反应温度为140℃，反应时间为24～36小时。

所述基于二噻吩并吡咯的聚合物在有机太阳能电池中给电子材料中的应用。