[发明专利]一类含有星型结构柔性链段的有机光伏器件活性层材料及其制备和应用

权利要求书

1.一类含星型结构柔性链段的有机光伏器件的活性层材料，其特征在于结构如下式I所示：

式I中，m代表星型臂的数目，m包括但不限于2-10条；聚合度n的范围为5-300；

式I中，Y相对独立的选自O，S，Se，或N-R₁中的一种；

式I以及Y中，R₁和R₂每次出现时相对独立的为氢原子、具有1～20个碳原子的直链烷基、具有3～20个碳原子的支化烷基、具有1～20个碳原子的烷氧基、具有1～20个碳原子的烷硫基，具有2～20个碳原子的直链烯基、具有3～20个碳原子的支化或者环状的烯基、具有2～20个碳原子的烯氧基、具有2～20个碳原子的烯硫基，具有2～20个碳原子的直链炔基、具有3～20个碳原子的支化或者环状的炔基，具有2～20个碳原子的直链烷基羰基、具有3～20个碳原子的支化或者环状的烷基羰基，具有4～20个碳原子的芳基，具有4～20个碳原子的杂芳基，具有4～20个碳原子的芳烷基，具有4～20个碳原子的杂芳基烷基，具有4～20个碳原子的芳氧基，具有4～20个碳原子的杂芳氧基，具有4～20个碳原子的芳基烷氧基，或者是具有4～20个碳原子的杂芳基烷氧基中的一种；

式I中，Z在每次出现时相同或不同地是CH或N；

式I中，D单元为电子给体单元，为如下结构式中的一种：

其中，R₄和R₅相对独立的为取代的或未取代的以下基团中的一种：具有1-20个碳原子数的烷基，具有4～20个碳原子的芳基，具有4～20个碳原子的杂芳基，具有4～20个碳原子的芳烷基，具有4～20个碳原子的杂芳基烷基，具有4～20个碳原子的芳氧基，具有4～20个碳原子的杂芳氧基，具有4～20个碳原子的芳基烷氧基，以及具有4～20个碳原子的杂芳基烷氧基；其中取代是指一个或多个氢原子被支链烷基、氧原子、烯基、炔基、芳基中的至少一种取代后形成的基团；

式I中，柔性单元的结构为Ar₁(Cn-Ar)_m，其中-(Cn-Ar)-为星型结构链中的一部分，m与式I中的m的定义相同，均代表星型单元链的数量，星型单元的数量m包括但不限于2-10条；

柔性单元的结构中，C_n柔性链为具有2～20个碳原子的直链烷基、具有2～20个碳原子的支化烷基、具有2～20个碳原子的烷氧基、具有2～20个碳原子的烷硫基，具有3～20个碳原子的直链烯基、具有3～20个碳原子的支化的烯基、具有3～20个碳原子的环状的烯基、具有3～20个碳原子的烯氧基、具有3～20个碳原子的烯硫基，具有3～20个碳原子的直链炔基、具有3～20个碳原子的支化的炔基、具有3～20个碳原子的环状的炔基，具有3～20个碳原子的直链烷基羰基、具有3～20个碳原子的支化的烷基羰基、具有3～20个碳原子的环状的烷基羰基、具有一个碳氮双键的3～20个碳原子的亚胺基中的一种；

柔性单元的结构中，Ar为如下结构中的一种或多种偶联结构：

其中，R₃和R₆相对独立的为氢原子、取代的或未取代的具有1-20个碳原子数的烷基、取代的或未取代的具有1-20个碳原子数的烷氧基中的一种，其中取代是指一个或多个氢原子被氧原子、烯基、炔基、芳基中的至少一种取代后形成的基团；

柔性单元的结构中Ar₁为如下结构中的一种或多种偶联结构：

2.根据权利要求1所述的含星型结构柔性链段的有机光伏器件的活性层材料，其特征在于结构为以下结构中的一种：

其中，n的范围为5-300。

3.一种根据权利要求1-2任一项所述的含星型结构柔性链段的有机光伏器件的活性层材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

在惰性气体或氮气氛围和有机溶剂中，将含星型结构柔性单元的单体、含给电子单元的单体与含萘[1,2-c:5,6-c']双([1,2,5]五元环)单元衍生物的单体混合，然后在催化剂的催化下进行聚合反应，纯化后得到所述含柔性链段的聚合物活性层材料。