专利名称：苯并吡咯二酮基的半导体聚合物及其制备、用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种可溶液处理的有机半导体材料，尤其是一种苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物及其制备、用途。
背景技术：
能源问题越来越成为世界各国需要面临和解决的首要问题。可再生能源中的太阳能受到重要关注。目前无机太阳能电池的发展迅速，光电转化效率不断提高。但受高成本的限制，难以进行大規模应用。而有机聚合物太阳能电池近年来受到科学研究者的极大重视。有机聚合物太阳能电池材料的特点在于有机材料的种类多，结构具有可剪裁、性能具有可调控，可实现溶液加工处理，制备大面积的柔性器件，有望实现低成本和大規模的エ业应用。(參见文献Gao, J. , Yu, G. , and Heeger, A. J. , Polymer p-i-n JunctionPhotovoltaic Cells, Adv. Mater. ,10,692-695. (1998) ；Dennler, G. , Scharber, M. C. &Brabec, C. J. Polymer-fullerene bulk—heterojunction solar cells. Adv. Mater. 21,1323-1338(2009).)。基于低能隙共轭聚合物用于太阳能电池本体异质结结构中的空穴传输材料，近年来成为有机薄膜太阳能电池研究的大热点，而且聚合物太阳能电池的能量转换效率近年迅速提高(參见文献Li, G. , Zhu, R. , and Yang, Y. , polymer solar cells, Naturephotonics, 6,153-161 (2012))。新型空穴传输聚合物材料的设计、合成和应用研究是ー个重要方向，也具有很大的挑战，新聚合物材料的合成、开发对有机太阳能电池的发展具有重要的贡献。
发明内容
本发明的目的是提供ー种可溶性的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物及其制备、用途。本发明的半导体聚合物具有新颖的刚性平面的大n共轭的可溶性的苯并吡咯ニ酮单元和柔性促溶的烷基链，是主链共轭的可溶液加工的低能隙聚合物，初歩薄膜光伏器件研究表明这类材料具有薄膜光伏应用潜力。本发明的目的是通过以下的技术方案实现的第一方面，本发明涉及一种苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物，所述半导体聚合物的结构式如式(I)所示
权利要求
1.一种苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物，其特征在于，所述半导体聚合物的结构式如式⑴所示
2.一种制备如权利要求I所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的方法，其特征在于，包括如下步骤 a、将未被烷基取代的苯并吡咯ニ酮的中间体A，在有机溶剂中加热反应引入柔性烷基侧链，得到烷基取代的苯并吡咯ニ酮単体M ; b、将烷基取代的苯并吡咯ニ酮基的単体M与ニ甲基锡共轭単体D在无水有机溶剂中共聚，索氏提取得到所述的半导体聚合物。
3.根据权利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的制备方法，其特征在干，步骤a中，所述中间体A的结构式如式(II)所示
4.根据权利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的制备方法，其特征在干，步骤a中，所述在有机溶剂中加热反应引入可溶性的烷基侧链具体为将中间体A以极性有机溶剂为介质，无机碱为催化剂，50 100°C加热4 48小时；以重量比为I : 0.05 I 20的ニ氯甲烷和石油醚为洗脱剂，洗脱得到単体M。
5.根据权利要求4所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的制备方法，其特征在干，所述极性有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述无机碱为叔丁基醇钾。
6.根据权利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的制备方法，其特征在干，步骤b中，所述ニ甲基锡共轭単体D的结构式如式(IV)所示
7.根据权利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的制备方法，其特征在干，步骤b中，所述共聚的反应时间为6 48小时，反应温度为80°C 120°C;所述无水有机溶剂为无水甲苯、无水氯苯或四氢呋喃。
8.根据权利要求2所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物的制备方法，其特征在干，步骤b中，所述索氏提取依次采用的溶剂为甲醇、正己烷和氯仿。
9.一种如权利要求I所述的苯并吡咯ニ酮基的半导体聚合物与PC71BM共混作为半导体有机层在有机光伏器件测 试中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种苯并吡咯二酮基的半导体聚合物及其制备、用途。所述苯并吡咯二酮衍生物的结构式如下其中，R1为C8～C20烷烃链，R2为C8～C20烷烃链，n≥1。本发明还涉及所述苯并吡咯二酮基的半导体聚合物的制备方法以及其作为半导体活性层在有机薄膜光伏器件中的用途。本发明的苯并吡咯二酮基的半导体聚合物含新颖的刚性平面的大π共轭的可溶性的苯并吡咯二酮单元和柔性促溶的烷基链，是主链共轭的可溶液加工的低能隙聚合物，薄膜光伏器件研究表明这类材料具有薄膜光伏应用潜力。
文档编号C08G61/12GK102643410SQ20121009706
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者张清, 曹康丽, 李树岗, 胡超, 邓平 申请人:上海交通大学