含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，结构通式如下：其中，R为H、C1～C16的烷基或C1～C16的巯基；n为1～60的自然数。上述含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩具有很好的对称性和平面性，是一种优良的电子给体材料。吡啶并噻二唑含有大的平面共轭体系和良好的分子共平面性，分子间大π键的相互作用很强，是一种具有强吸电子能力的优良的受体单元。通过苯并二噻吩和吡啶并噻二唑的“推-拉电子”的相互作用，降低了共轭聚合物的能隙，相比于传统的聚合物材料，光吸收范围较宽。本发明还提供上述含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法及应用。
【专利说明】含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电领域，尤其涉及一种含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]有机太阳能电池由于具有无机太阳能电池无法比拟的一些优点，如成本低廉，制作工艺简单，产品重量轻，可大面积柔性制备等优点，作为一种具有潜力的可再生能源受到人们的广泛关注。在过去的十年里，有机太阳能电池的性能有了稳步提高，能量转换效率已接近10%。尽管有机太阳能电池的能量转换效率得到了大幅提高，但是，到目前为止，有机太阳能电池的光电转换效率比无机太阳能电池还是要低很多。因此，要想实现有机太阳能电池的商业化，开发新型的有机半导体材料对于提高有机太阳能电池的效率具有重要意义。
[0003]由于近年来在共轭聚合物的设计和聚合物太阳能电池器件制造工艺上的进步，聚合物太阳能电池的效率已取得很大提高。聚合物太阳能电池未来面临的挑战之一就是合成新型的P-型共轭聚合物，它需 要具备以下特点:(a)良好的溶解性，有利于溶剂加工，实现工业化生产；(b)对整个太阳光光谱有宽而强的吸收；(c)高的载流子迁移率，有利于载流子传输。
[0004]然而，传统的聚合物材料的光吸收范围较窄。因此，如何拓宽聚合物材料的光吸收范围，使其光吸收范围最大程度地覆盖整个太阳光光谱将是研究的重点。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种光吸收范围较宽的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法。
[0006]此外，还有必要提供一种含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物在有机太阳能电池器件、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储、有机非线性材料及有机激光中的应用。
[0007]一种含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，结构通式如下:
[0008]
【权利要求】
1.一种含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，其特征在于，结构通式如下:
2.一种含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 分别提供具有如下结构式的化合物A和化合物B:
3.根据权利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂的加入量为所述化合物A的摩尔数的0.01%~5% ； 所述催化剂为有机钯与有机膦配体的混合物；或所述催化剂为有机钯。
4.根据权利要求3所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯与有机膦配体的混合物中，所述有机钯与所述有机膦配体的摩尔比为 1:2 ~1:20 ;所述有机钯为三(二亚苄基丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯或二(三苯基膦)二氯化钯； 所述有机膦配体为三(邻甲基苯基)膦。
5.根据权利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或甲苯。
6.根据权利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物A由如下步骤制得: 提供具有如下结构式的化合物E:
7.根据权利要求6所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物E由如下步骤制得: 分别提供具有如下结构式的化合物C和化合物D:
8.根据权利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物B由如下步骤制得: 分别提供所述化合物A和具有如下结构式的化合物F:
9.根据权利要求2所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化的操作为: 将反应体系减压蒸发除去过量的所述有机溶剂，接着将残余液体滴加到甲醇中进行沉降，抽滤后得到的固体用甲醇洗涤，干燥后氧化铝柱层析，接着氯仿淋洗并收集洗液，蒸发除去所述洗液中的有机溶剂后收集剩余液体滴加到甲醇中进行沉降，抽滤后收集的固体用丙酮索氏提取三天，收集液相并将所述液相滴加到甲醇中进行沉降，真空泵下抽过夜，得到的固体即为纯化后的所述含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物。
10.根据权利要求1所述的含吡啶并噻二唑-苯并二噻吩的共轭聚合物在有机太阳能电池器件、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储、有机非线性材料及有机激光中的应用。
【文档编号】H01L51/30GK103936968SQ201310024982
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月23日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】周明杰, 管榕, 李满园, 黄佳乐, 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