含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用。一种含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，具有以下结构式：其中，n为1~100的整数；R1、R2为C1~C20的烷基；R3、R4为H、C1~C20的烷基或C1~C20的烷氧基。上述含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物具有很强的给体-受体结构，一方面有利于提高了含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的稳定性，另一方面有利于降低含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的能带隙，从而扩大太阳光吸收范围，提高光电转化效率。
【专利说明】含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电子材料领域，特别是涉及一种含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]高效率太阳能电池通常是以无机半导体为原料，但目前市场上主要的硅晶太阳能电池由于生产过程工艺复杂，污染严重，耗能大，成本高，抑制了其商业化应用的发展。因此利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。有机半导体材料一方面由于有机材料的环境稳定性好、合成成本低、功能易于调制、柔韧性及成膜性都较好；另一方面由于有机太阳能电池加工过程相对简单，可低温操作，器件制作成本也较低等优点而备受关注，成为最为廉价和有吸引力的太阳能电池材料。除此之外，有机太阳能电池的潜在优势还包括:可实现大面积制造、可使用柔性衬底、环境友好、轻便易携等。
[0003]苯并噻二唑单元具有优异的还原可逆性，与镁、铝等金属阴极的功函值非常接近；属于缺电子型芳香环化合物，具有强吸电子能力，是一种优良的受体单元具有较好的电子传输性质，同时还可以调节材料的能隙。然而，现有的含有苯并噻二唑单元的聚合物的能带隙(HOMO能级与LUMO能级之间的能级差)较宽，降低了对太阳能光谱中光子的吸收率，从而使得使用含有联噻唑单元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】
[0004]基于此，有必要提供一种能够提高太阳能电池器件的能量转换效率的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用。
[0005]一种含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，具有以下结构式:
[0006]
【权利要求】
1.一种含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，具有以下结构式:
2.一种含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 提供化合物A和化合物B，化合物A的结构式为:
3.根据权利要求2所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化的步骤为: 往反应体系中加入甲苯及去离子水进行萃取，取有机相，用减压蒸馏的方法除去所述有机相的至少部分溶剂，再将所述有机相滴入到无水甲醇中沉析，抽滤、烘干后得到固体粉末，再将所述固体粉末用氯仿溶解，用硅胶过层析柱，除去氯仿，再次用甲醇沉析，过滤后得到的固体用丙酮抽提后再次用甲醇沉析，过滤后干燥得到提纯后的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物。
4.根据权利要求2所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述Suzuki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所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自四氢呋喃、乙二醇二甲醚、苯及甲苯中的至少一种，所述碱选自碳酸钾、碳酸铯、叔丁醇钾、叔丁醇钠、碳酸钠、碳酸氢钠及碳酸氢钾中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物A采用如下方法制备:
提供如下结构式表示的化合物C和化合物D，C为:D为:
7.根据权利要求6所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化得到所述化合物A的步骤为: 反应结束后，水淋洗，用无水乙醚萃取，将有机层用无水硫酸钠干燥，过滤后减压蒸馏除去溶剂，再用硅胶层析柱分离得到提纯后的化合物A。
8.根据权利要求2所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物B采用如下方法制备: 提供如下结构式表示的化合物E和化合物F， E为
9.根据权利要求8所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化得到所述化合物B的步骤为: 反应结束后,加入饱和NaCl溶液终止反应,使用无水乙醚萃取,再使用无水Na2SO4干燥有机相，抽滤后收集滤液，除去溶剂后得到粗产物，将所述粗产物进行硅胶层析柱分离，得到提纯后的化合物B。
10.如权利要求1所述的含蒽-噻咯并二(苯并噻二唑)共聚物在太阳能电池器件及有机电致发光器件中的应用。
【文档编号】H01L51/54GK103833988SQ201210491525
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27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