含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物，结构通式如下：P:其中，R1、R2、R3和R4为C1～C20的烷基；n为1～100的整数。上述含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的能隙较窄。本发明还提供上述含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法、使用该含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的有机太阳能电池器件及有机电致发光器件。
【专利说明】含联二砸吩-苯并二(苯并砸二唑)的共聚物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电领域，尤其涉及一种含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]制备成本低、效能高的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前已商业化的硅太阳能电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到了限制。为了降低成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。
[0003]聚合物太阳能电池因为原料价格低廉、质量轻、柔性、生产工艺简单、可用涂布、印刷等方式大面积制备等优点而具有优越的市场前景。自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992,258，1474)上报道共轭聚合物与C6tl之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展。
[0004]但是传统的聚合物的能带隙(HOMO能级与LUMO能级之间的能级差)较宽，吸收光谱与太阳光谱不能很好地匹配，降低了对太阳能光谱中光子的吸收率，从而使得使用传统的聚合物的有机太阳能电池的能量转换效率较低。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种能带隙较窄的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物及其制备方法。
[0006]此外，还有必要提供一种使用该含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的有机太阳能电池器件和有机电致发光器件。
[0007]一种含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物，结构通式如下:
【权利要求】
1.一种含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物，其特征在于，结构通式如下:
其中，H R3和R4为C1~C2tl的烷基；n为I~100的整数。
2.一种含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 提供具有如下结构式的化合物A和化合物B:
其中，R” R2、R3 和 R4为C1~C2tl的烷基； 在保护性气体氛围下，将摩尔比为1:1.5~1.5:1的所述化合物A和所述化合物B在含有有机钯催化剂的有机溶剂中进行Stille耦合反应，分离提纯后得到具有如下结构式的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物P:
其中，H R3和R4为C1~C2tl的烷基；n为I~100的整数。
3.根据权利要求2所述的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述有机钯催化剂选自三(二亚苄基丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯或双(三苯基膦)二氯化钯，所述有机钯催化剂与所述化合物A的摩尔比为1:2000~1: 5。
4.根据权利要求2所述的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述Stille耦合反应的反应温度为50°C~120°C，反应时间为6小时~100小时。
5.根据权利要求2所述的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离提纯含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物P的步骤如下:向Stille耦合反应后的溶液中加入甲苯和去离子水的混合液进行萃取保留有机相，除去至少部分有机溶剂后加入乙醇中沉析并过滤，将过滤后得到的固体粉末干燥后用氯仿溶解，使用中性氧化铝层析，之后除去有机溶剂，再次用甲醇沉析并过滤，将过滤后得到的固体物用丙酮抽提，收集丙酮溶液后用甲醇沉析并过滤。
6.根据权利要求2所述的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物A由如下步骤制得:提供化合物C、正丁基锂及三丁基氯化锡， 化合物C的结构式为
其中R3、R4为C1~C2tl的烷基； 在保护性气体氛围下，将所述化合物C加入四氢呋喃中，在-78°C下加入正丁基锂，所述化合物C和所述正丁基锂的摩尔比为1: 2，搅拌反应I小时~2小时，在-78°C下加入三丁基氯化锡，所述三丁基氯化锡与所述化合物C的摩尔比为2:1，在_78°C下反应I小时，升温至室温搅拌反应6小时，加入饱和的氯化钠的水溶液终止反应，用无水乙醚萃取反应液，将得到的有机相干燥后抽滤，除去滤液中的溶剂，使用中性氧化铝柱层析得到所述化合物A。
7.根据权利要求2所述的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物B由如下步骤制得: 提供具有如下结构式的化合物D和化合物E: D为:
为其中R2为C1~C2tl的烷基；
在保护性气体氛围下，将摩尔比为1:2的所述化合物D和所述化合物E在含有有机碱和催化剂的有机溶剂中进行关环反应，分离提纯后得到所述化合物B，所述有机碱为三丁基胺，所述催化剂为醋酸钯。
8.根据权利要求7所述的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离提纯化合物B的步骤如下:将所述化合物D以及化合物E进行关环反应后的反应液依次使用水及二氯甲烷萃取，保留有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，蒸馏除去溶剂后使用硅胶层析柱分离得到所述化合物B。
9.一种有机太阳能电池器件，包括活性层，其特征在于，所述活性层的材料包括具有如下结构式的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物P:
其中，H R3和R4为C1~C2tl的烷基；n为I~100的整数。
10.一种有机电致发光器件，包括发光层，其特征在于，所述发光层的材料为具有如下结构式的含联二硒吩-苯并二(苯并硒二唑)的共聚物P:
其中，H R3和R4为 C1~C2tl的烷基；n为I~100的整数。
【文档编号】C08G61/12GK104072732SQ201310109574
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】周明杰, 管榕, 黎乃元 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, 深圳市海洋王照明工程有限公司