[发明专利]一种席夫碱氮杂功能化的PPAB分子及其应用及用于制作有机光电晶体管的聚合物

说明书

本发明公开了一种席夫碱氮杂功能化的PPAB分子及其应用及用于制作有机光电晶体管的聚合，聚合物中采用席夫碱氮杂功能化的PPAB分子作为吸电子单元，通过将作为供电子单元的DTS与PPAB分子耦合得到的聚合物，使得聚合物具有更高的平面性，DTS的引入延长了聚合物的共轭长度，使其在具有更高的载流子迁移率的同时具备较低的激子结合能，进而采用该聚合物作为有机光电晶体管的活性和光敏层时，使得有机光电晶体管具有较高的光敏性。

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，特别涉及一种席夫碱氮杂功能化的PPAB分子及其应用及用于制作有机光电晶体管的聚合。

背景技术

光电晶体管作为一种基于场效应晶体管的重要光学传感器，在环境监测、反向传感器、光电开关、光电通讯以及夜间探视，全色成像等方面显示出巨大的应用潜力。光电管晶体管集光电二极管的光探测能力和晶体管的信号放大功能于一体，具有比光电二极管和光导体更高的光敏性和更低的噪声水平。虽然无机(如单晶硅、InAlAs-InGaAs)光晶体管已经得到了行业和市场的广泛关注，但其由于高温真空工艺、与柔性衬片兼容性差、传感领域有限等问题严重限制了其发展和应用。因此，为了实现低成本、高灵敏度、大面积、高柔性的光电晶体管人们把目光逐渐转向了共轭聚合物。

共轭聚合物被认为是一种新兴的溶液可加工和低成本的半导体材料，其具有设计的灵活性、易于调整的功能分子设计结构，以及可通过旋转涂层法实现大面积低成本的器件制造等明显的优势。近年来，通过合理调整电子能级和带隙、对结构的剪裁与器件的优化，已报道的共轭聚合物载流子迁移率逐渐高于非晶硅(≈1cm² V^-1s^-1)。经过进一步研究发现，共轭聚合物的强吸收带决定了光照下载流子的高效光能，而高载流子迁移率保证了电荷的高效输运和收集。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种席夫碱氮杂功能化的PPAB分子，其具有较高的平面性，因此具有更高的共轭长度，有利于载流子迁移率的提升。

本发明的另一目的是提出席夫碱氮杂功能化的PPAB分子作为吸电子单元在有机光电晶体管上的应用。

本发明的再一目的是提供一种用于制作有机光电晶体管的聚合物，聚合物由PPAB分子作为吸电子单元DTS作为供电子单元经耦合反应得到，以上述聚合物作为活性和光敏层的有机光电晶体管对白光展现出显著的光响应，具有更好的光敏性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种席夫碱氮杂功能化的PPAB分子，结构如式(1)所示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄选自氢、分子式为C_nH_2n+1的烷基、或者分子式为C_nH_2n+1O的烷氧基，n的取值范围为8～18，且R₁、R₂、R₃、R₄中仅有一个为烷基或烷氧基，R₅为卤素原子。

进一步的，PPAB分子由物质1、物质2和三氟化硼发生氨基氟硼化反应得到，其中物质1和物质2的结构式分别如式(2)和式(3)所示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄选自氢、分子式为C_nH_2n+1的烷基、或者分子式为C_nH_2n+1O的烷氧基，n的取值范围为8～18，且R₁、R₂、R₃、R₄中仅有一个为烷基或烷氧基，R₅为卤素原子。