一种n,n'-二取代异靛与2,7-咔唑共聚物及其制备方法和应用的制作方法

文档序号:3607524阅读:172来源:国知局
专利名称:一种n,n'-二取代异靛与2,7-咔唑共聚物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域,具体的说是涉及ー种N,N’ - ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物及其制备方法和应用。
背景技术
能源问题是世界各国十分关注的重大问题。太阳能是未来人类最理想的替代能源,将太阳能转换为电能的太阳能电池也是研究的热点。近年来兴起的共轭聚合物薄膜太阳能电池具有成本低、重量轻、制作エ艺简单、可制备成柔性器件等突出优点。此外,有机材料种类繁多、可设计性强,有希望通过材料的设计和优化来提高太阳能电池的性能。近来含吡咯并吡咯ニ酮(DPP)単元的给受体体系小分子、共轭聚合物频见报道,基于DPP的聚合物/PCBM和基于DPP的小分子太阳能电池的能量转换效率分别为4. 7%和4.4%。但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多,限制性能提高的主要制约因素有有机半导体器件相对较低的载流子迁移率,器件的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配,高光子通量的红光区没有被有效利用以及载流子的电极收集效率低等。同时,含吡咯并吡咯ニ酮単元的给受体体系小分子、共轭聚合物在实际应用过程中仍然存在如热稳定性能、溶解性能和成膜性能等性能差的不足,制约了其在光电领域的进ー步的应用。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用,开发新型的材料,大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究領域的首要任务。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供ー种通过将N,N’ - ニ取代异靛结构単元与2,7_咔唑结构单元共聚而成的共聚物,该共聚物具有优良的溶解性能和热稳定性能、该共聚物的HOMO和LUMO能级得到有效地调节,吸收范围变宽,大幅度提高了能
量转换效率。本发明的另一目的在于提供ー种エ艺简单、产率高、易于操作和控制N,N’ - ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法。本发明进ー步的目的在于提供上述N,N’ - ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物在有机光电材料、太阳能电池、有机电致发光器件或/和有机场效应晶体管中的应用。为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下ー种N,N’ - ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物,其分子结构通式为下述⑴
权利要求
1.ー种N,N’ - ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物,其分子结构通式为下述(I)
2.根据权利要求I所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物,其特征在于=R1为C10 C18的烷基,R2为C2 C12的烷基或者C2 C12的烷氧基单取代苯基;n为5 50的正整数。
3.—种N,N’ - ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,包括如下步骤 分别提供如下结构式表示的化合物A、B,其中,R1为C8 C2tl的烷基,R2为C1 C2tl的烷基或者C1 C2tl的烷氧基单取代苯基,
4.根据权利要求3所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,其特征在于所述Suzuki耦合反应的温度为90 110°C,时间为48 96小时。
5.根据权利要求3所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,其特征在于有机金属催化剂添加量为化合物B摩尔百分比的0. 05% 50%。
6.根据权利要求3或5所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,其特征在于所述有机金属催化剂为有机钯催化剂,或者有机钯催化剂与有机膦配体的混合物。
7.根据权利要求6所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,其特征在于所述有机钯催化剂为Pd2(dba)3、Pd(PPh3)4, Pd(PPh3)2Cl2中的至少ー种;所述有机膦配体为 P (o-Tol) 3。
8.根据权利要求6所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,其特征在于所述有机金属催化剂为有机钯催化剂与有机膦配体的混合物吋,所述有机钯催化剂与有机膦配体的摩尔比为I : 2 20。
9.根据权利要求3所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物制备方法,其特征在于所述Suzuki耦合反应的有机溶剂为苯、氯苯、甲苯中的ー种或多种。
10.根据权利要求I至2任一项所述的N,N’- ニ取代异靛与2,7-咔唑共聚物在有机光电材料、太阳能电池、有机电致发光器件或/和有 机场效应晶体管中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种N,N’-二取代异靛与2,7-咔唑共聚物,其分子结构通式为下述(I),(I)式中,R1为C8~C20的烷基,R2为C1~C20的烷基或者C1~C20的烷氧基单取代苯基;n为2~100的正整数。本发明N,N’-二取代异靛与2,7-咔唑共聚物具有优良的溶解性能和热稳定性能、该共聚物的HOMO和LUMO能级得到有效地调节,吸收范围变宽,大幅度提高了能量转换效率。该共聚物制备工艺简单、产率高,易于操作和控制,生产成本低,并适用于光电等领域。
文档编号C08G61/12GK102653587SQ201110051040
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者周明杰, 张娟娟, 张振华, 王平 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司
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