专利名称：一种聚噻吩-碳纳米管复合光敏性薄膜材料及其制备方法
技术领域：
本发明属有机/无机纳米复合材料技术领域，具体涉及一种聚噻吩-碳纳米管复合光敏 性薄膜材料及其制备方法。
背景技术：
随着现代工业的发展和化石能源的日趋耗尽，能源需求成为世界各国关注的焦点。开 发各种新能源，研制质轻、价廉、物美的电源，成为科学家孜孜以求的目标。众所周知， 太阳能是取之不尽的。但作为工业能源来说，太阳能有能量密度低的缺点，为了充分利用 这一廉价、环保、可再生的新能源，生产廉价、高效、能大面积制备的太阳能光电池一直 是人们所追求的目标。
目前，硅基及其他无机金属化合物太阳能光电池是太阳能电池的主流。然而尽管近年 来生产成本已经大幅下降，但成本问题仍然是其大幅取代传统能源的主要障碍。由于无机 太阳能电池生产工艺过程复杂，进一步大幅降低成本很困难，成本高以及能量转换效率的 极限等问题，使其大规模推广受到限制。
利用光伏效应的太阳能电池作为能量转换器件正在进行以提高效率和降低成本为目 标的研究，而共轭导电高分子材料的快速发展使得研究开发低成本太阳能电池成为可能。 聚合物太阳能电池因为其成本低、重量轻、制备方便和具有分子可裁性，已经成为该领域 的研究热点之一。
早期的聚合物薄膜太阳能电池材料主要集中在酞菁、茈等有机染料上，电池结构以单 层Schottky-barrier式为主。Schottky-barrier电池的光电转换效率一直都不高，原因是入射 光被位于电池夹层的金属电极大部分反射掉了。
1986年，Tang (C, W. Tang, Appl, Phys. Lett.， 1986, 48(2): 183)首次采用具有双层结构 的聚合物薄膜太阳能电池(ITO/CuPc/PV/Ag)，光电转换效率首次达到1%，填充因子也 达到0.65。在这种双层结构聚合物薄膜太阳能电池中，电池的光伏性能是由两种聚合物的 界面而非电极/聚合物材料的界面决定的。
相比Schottky-barrier电池来说，聚合物p-n异质结双层结构电池具有许多优点，对聚 合物材料的合理选择可以制备出宽光谱响应范围的器件，各种各样的聚合物给体、受体材 料使光生带电载流子的高产率成为可能。1992年，Sariciftci等(Sariciftci N S， Heeger A J， Science, 1992， 258: 1474)发现共轭聚 合物与C60之间的光诱导电子转移现象，当入射光的能量大于兀-兀*时，共轭聚合物产生光 生激子，从激发态到电荷转移到Cs。上发生为皮妙级。C6()使共轭聚合物的光致发光被淬灭， 这使Q()应用于光传感器和太阳能电池成为可能。自此，共轭聚合物光电转换器件得到了
学术界的重视。
俞钢(Yu G, Heeger A J, Appl Phys Lett, 1994, 64(25): 3422-3423)将C60与MEH-PPV 混合，制成MEH-PPV/C6o共混膜结构太阳能电池，能量转换效率比双层器件大幅提高。由 于电子给体与电子受体相各自形成网络状连续相，光诱导所产生的电子与空穴可分别在各 自的相中输送并形成网络状连续相，光诱导所产生的电子与空穴可分别在各自的相中输送 并在相应的电极上被收集，光生载流子在到达相应的电极前被重新复合的概率大为降低， 所以，光量子效率达到纯MEH-PPV的1000到10000倍。然而由于<:6()有限的可溶性及较 易结晶性，MEH-PPV/C6o共混薄膜的性能不易优化。以可溶性较高的Qo衍生物PCBM取 代共混结构中的C6o，光电能量转换效率可明显提高。对MEH-PPV/PCBM体系，可获得 3%的能量转换效率。
1998年，Granstrom等(M. Granstrom， K. Petritsch, A. C. Arias, at al., Nature, 1998, 395: 257)用规整的正辛基苯基取代聚噻吩衍生物(POPT)作为电子给体材料，用蓝色氰基取 代聚苯基亚乙烯基(MEH-CN-PPV)代替C6o作为电子受体制备了光电池。发现共混单层 器件外量子效率仅0.05%，仅相当于MEH-CN-PPV单层器件效率。估计是由于POPT的热 处理或溶剂处理使单层共混MEH-CN-PPV/POPT器件相分离状况变差了 。
2001年，Saricifitci研究组(S. E. Shaheen, C. J. Brabec, N. S. Saricifitoi, et. al" Appl. Phys. Lett. 2001, 78: 841 )在基于聚合物薄膜太阳能电池的能量转换效率和共轭聚合物与(:6(!衍生 物(主要指PCBM)共混物的形貌存在密切关系的认识，制备了共轭聚合物和C6o衍生物 微相混合非常好的器件，取得了2.5%的能量转换效率(AM1.5)。产生这一好结果的原因 是器件两相混合很好。2002年，这种太阳能电池的能量转换效率更是达到了 3%(C. J. Brabec, S. E. Shaheen， C. Winder, N. S. Sariciftci, et. al., Appl, Phys. Lett. 2002, 80: 1288)。
英国剑桥的小组(N. Tessler , N. T. Harrison, R. H. Friend, Advanced Materials, 1999, 10(1): 64-68)用碳纳米管与PPV预聚体进行共混再经化学氧化与热处理制得了碳纳米管薄 膜。由于其功函数大于ITO，所以用该膜代替ITO作为空穴收集电极制成了 Al/PPV/NT/ITO 器件，光电转换效率比单纯用ITO作阴极的器件效率提高了 3倍。
作为电子给体和空穴传输体的共轭聚合物，有聚乙烯咔唑(PVK)、聚对苯乙烯(PPV)、 聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚乙炔(PA)、聚噻吩(PTh)等，其中聚噻吩类(PTh)是近年来研究较为热门的一类材料，其中性能较好的是聚3-垸基噻吩(P3AT)， 一般含6 个碳原子以上的烷基噻吩可溶解，但10碳以下的垸基取代物有部分为凝胶。聚噻吩类主 链上有吸电子能力较强的硫原子，最大吸收峰在600nm附近，与太阳光谱比较匹配。此外， 聚噻吩类衍生物还具有较高的空穴迁移率，这对于提高能量转换效率是非常有帮助的。
虽然噻吩类聚合物有良好的电荷传输性能，但是由于其光诱导电荷分离性较差，使其 能量转换效率较低。为了改善这种状况，就需要掺入电子接收体(电子传输体)与其形成 异质结以促进电荷的有效分离。
作为电子受体材料，有CdSe、 Ti02、 C6o衍生物、碳纳米管等，C6o最多可以接受六个 电子，相对于共轭聚合物有较高的电子亲和势和电离势，以及较好的电子传输能力，因此
它作为电子受体和共轭聚合物复合可以使有机太阳电池的效率更高。但是C6Q在有机溶剂
中溶剂性差，成膜过程中易结晶，难以实现高的掺杂浓度，限制了其加工性能和光电转换 效率的提高。于是人们想到了对其进行接枝改性，发现1-(3-甲氧基羧基)-丙基-1-苯基-(6， 6)C61 (PCBM)具有较好的溶解性，在聚合物中的掺杂浓度大大提高有利于互穿网络结构 即体异质结的形成，提高了光电转换率。
当然，要提高整个太阳能电池的能量转换效率，优化器件结构也是至关重要的。基于 共轭高分子光伏电池的四种器件结构(a)单层光伏电池(光敏层仅由共轭高分子组成， 在载流子输运过程中经常出现复合，效率较低)；(b)双层光伏电池(光敏层由共轭高 分子和相应的电子受体组成，对共轭高分子的利用效率低)；(c)无序体异质结(光敏层 由共轭高分子和电子受体无序共混而成，激子分离效率高，但易形成孤岛，传输距离也较 长，能量损失较大)；(d)有序体异质结(光敏层由共轭高分子和电子受体有序纳米自 组装而成，异质结广泛存在于两相界面，激子分离效率高，载流子传输距离短，是目前公 认的理想的聚合物太阳能电池薄膜的器件结构)。其中，单层和双层结构由于其天生的缺 陷已被淘汰，而后两者属于体异质结光敏薄膜，具有很大的激发子分离界面，使得绝大多 数激发子能够得到有效的分离，现在多采用后两者制作聚合物太阳能电池。所谓体异质结 光敏薄膜就是将电子给体材料(一般为共轭高分子)和电子接受材料(一般为电子传输率 高的无机半导体材料)共混，形成具有两相连续结构的光敏薄膜材料，即两相的相界面皆 为异质结。经理论计算可知，最有可能达到商业化运用的器件结构就是有序体异质结，有 望达到10。/。的能量转换效率。
近年来，已经有人将碳纳米管与聚合物的复合体系用于光电转换的研究。与C60相比，
碳纳米管(CNTs)同样具有优良的电子传输性，而且其特殊的一维长度能够减小电子在碳 纳米管间跳跃所造成的损失，从而增加电子的迁移率。Musa等制备了 MWNTs和聚3-辛基噻吩组成的复合材料，电导率提高了 5个数量级。而对于CNTs和聚(3-烷基噻吩XP3HT)
复合光敏性薄膜材料的报道还不多。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种聚噻吩-碳纳米管纳米复合光敏 性薄膜材料及其制备方法。
本发明为一种聚噻吩-碳纳米管纳米复合光敏性薄膜，它由碳纳米管和聚噻吩组成，该 薄膜在可见光区域内的吸收随着碳纳米管含量的增加而红移，与单纯的聚噻吩相比，其吸 收光谱更加兼顾近红外光区域，和地面太阳光谱更加匹配，因而提高了其对太阳能的利用 率。另外，经过表面改性处理的碳纳米管能够和聚噻吩溶液具有良好的相容性，成膜性能 优异，这为将来器件化打下了良好的基础。
本发明为一种聚噻吩-碳纳米管纳米复合光敏性薄膜的制备方法。该方法首先对碳纳米 管进行化学修饰和有机胺改性，使其表面带上一定量的有机基团，改善碳纳米管在有机溶 剂中的分散性。采用化学氧化法合成一种聚噻吩衍生物，使用无水FeCl3作为氧化剂。然 后基于上述两种材料的聚聚噻吩衍生物-碳纳米管纳米复合光敏薄膜材料的制备。该纳米复 合光敏薄膜材料的贮存稳定性和碳纳米管在聚噻吩中的分散均匀性等要远远好于传统的 物理共混法。而且本发明的制备方法具有简单工艺方便、涂膜质量高、投入产出比高、成 本低廉和应用前景广泛等优点，利用本发明制备的产品具有较高的光敏性、相容性和热稳 定性，并具有优良的溶解性能、成膜性能和光电性能，可用于导电材料、太阳能电池材料、 光电导材料和光电转换材料等领域。
本发明提出的一种聚噻吩衍生物-碳纳米管纳米复合光敏性薄膜的制备方法如下
(1) 将100 1000mg多壁碳纳米管加入150ml浓硫酸和浓硝酸按体积比为3:0.8-3: 1.2组成的混合强酸溶液中，超声振荡处理3 12小时，倒入去离子水中，并静置12小时 以上，过滤和水洗至中性，再烘干，得到带羧基的碳纳米管；
(2) 在氮气保护下，将80 800mg上述带羧酸的碳纳米管置于过量的二氯亚砜中回流 12 72h，反应完毕，减压蒸馏除去过量的二氯亚砜，真空干燥得到酰氯化的碳纳米管；
(3) 将50 500 mg上述酰氯化的碳纳米管分散在无水丙酮中，滴加几滴新鲜吡啶或 者三乙胺，在58-65'C条件下，逐滴滴加5 20ml浓度为0.005 0.025 g/ml的有机胺或者 有机醇的丙酮溶液，滴加时间不低于30分钟(如30 80分钟)，滴加完毕连续反应4 72 小时，过量的有机胺或者有机醇用大量的丙酮充分洗涤除去，离心过滤，真空干燥，得到 有机胺或者有机醇改性的碳纳米管；
(4) 在氮气保护下，在250mL四口烧瓶中加入0.05 5g的无水三氯化铁和5 50ml的氯仿，室温下搅拌5 90分钟得到暗绿色混浊液，然后逐滴加入0.5~5g的烷基取代噻吩 或者垸氧基取代噻吩单体的5 50mL氯仿溶液，室温搅拌4 72小时。将混合物缓慢倒入 50 1000mL甲醇中沉降，过滤，将剩余的固体用浓氨水浸泡本征化，然后用去离子水洗 至中性，真空烘箱中烘干。然后用10 100mL氯仿溶解，过滤除去不溶的部分，滤液用 100 500mL的甲醇沉降，所得的固体用甲醇洗至无色，.重复氯仿溶解-甲醇沉降过程3次 以上，除去杂质，即得本征化的聚噻吩衍生物，产率为35 85%。
(5) 将50 500 mg上述有机胺或者有机醇改性处理的碳纳米管分散在有机溶剂中， 碳纳米管的浓度为0.5 10 mg/mL;将50 500 mg聚噻吩衍生物溶解于有机溶剂中，聚噻 吩衍生物的浓度为0.5 10mg/mL;在强力搅拌条件下，将聚噻吩衍生物溶液缓慢滴加入碳 纳米管溶液中，碳纳米管与聚噻吩衍生物的重量比为1: 1~20。室温搅拌1 12小时，得 到一种聚噻吩衍生物-碳纳米管复合材料溶液。
(6) 采用涂覆方法将上述聚噻吩衍生物-碳纳米管复合材料溶液涂覆在导电基质上，其 涂布速度为2.0 10.0mm/s，涂布液粘度在100 500cp，烘干温度为35 120°C，烘干时间 为0.5 6小时，干燥的聚噻吩衍生物-碳纳米管复合光敏涂覆层厚度为15 45 y m。
本发明中，所述的垸基取代噻吩，可以是3-垸基取代和3,4-二烷基取代噻吩，例如3-丁基取代噻吩、3-异戊基取代噻吩、3-正戊基取代噻吩、3-己基取代噻吩、3-辛基取代噻吩、 3-异辛基取代噻吩、3-(2-乙基)己基取代噻吩、3-十二烷基取代噻吩、3,4-二(异戊基)取代噻 吩、3,4-二(十二烷基)取代噻吩等；所述的垸氧基取代噻吩，可以是3-垸氧基取代和3,4-二垸氧基取代噻吩，例如3-甲氧基取代噻吩、3-戊氧基取代噻吩、3-辛氧基取代噻吩、3-(十 二烷基)噻吩-3-(戊氧基)噻吩共聚物、3-(十二烷基)噻吩-3-(辛氧基)噻吩共聚物等；所述的 有机胺可以是乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、仲丁胺、正戊胺、正辛胺、异辛 胺、N， N—二异丙基乙胺、十二胺、十八胺等；所述的有机醇可以是乙醇、正丙醇、异丙 醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、新戊醇、辛醇、癸醇、十二醇、十八醇等；所述的有机溶 剂可以是氯仿、二氯甲烷、四氯乙垸、四氢呋喃、二氧六环、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、 N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单 丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇苯醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、 二甘醇双甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇乙醚二甘醇一丁醚或其混合物。
本发明中，所用的导电基质，是导电的金属片、ITO玻璃或上面涂有导电介质的聚酯 片，或鼓状、带状的的导电金属和导电合金。
本发明制备的一种聚噻吩衍生物-碳纳米管复合光敏性薄膜材料，该薄膜在可见光区域 内的吸收随着碳纳米管含量的增加而红移，与单纯的聚噻吩薄膜相比，其吸收光谱更加兼顾近红外光区域，和地面太阳光谱更加匹配，因而提高了其对太阳能的利用率。另外，经 过表面处理的碳纳米管能够和聚噻吩衍生物溶液具有良好的相容性，成膜性能优异，这为 将来器件化打下了良好的基础。该纳米复合光敏薄膜材料的贮存稳定性和碳纳米管在聚噻 吩中的分散均匀性等要远远好于传统的物理方法。而且本发明的制备方法具有简单工艺方 便、涂膜质量高、投入产出比高、成本低廉和应用前景广泛等优点，利用本发明制备的产 品具有较高的光敏性、相容性和热稳定性，并具有优良的溶解性能、成膜性能和光电性能， 可用于导电材料、太阳能电池材料、光电导材料和光电转换材料等领域。
本发明的优点是①本发明为一种聚噻吩-碳纳米管纳米复合光敏性薄膜材料，它由 碳纳米管和聚噻吩组成，该薄膜在可见光区域内的吸收随着碳纳米管含量的增加而红移， 与单纯的聚噻吩相比，其吸收光谱更加兼顾近红外光区域，和地面太阳光谱更加匹配，因 而提高了其对太阳能的利用率；②利用本发明制备的产品具有较高的光敏性、相容性和热
稳定性，并具有优良的溶解性能、成膜性能和光电性能，该纳米复合光敏薄膜材料的贮存 稳定性和碳纳米管在聚噻吩中的分散均匀性等要远远好于传统的物理方法；③本发明的制 备方法具有工艺简便、涂膜质量高、投入产出比高、成本低廉和应用前景广泛等优点，利 用本发明制备的产品，是新一代绿色环保高性能化工产品，可用于导电材料、太阳能电池 材料、光电导材料和光电转换材料等领域。
图1是聚噻吩-碳纳米管复合薄膜的投射电镜图，左图为聚噻吩-碳纳米管复合材料， 右图为碳纳米管。
图2是聚噻吩-碳纳米管复合薄膜的紫外-可见光吸收谱图，a为碳纳米管；b为聚噻吩； C为聚噻吩碳纳米管=6: 1 (重量比)；d为聚噻吩碳纳米管=3: 1 (重量比)。
具体实施例方式
实施例1
将500mg多壁碳纳米管加入150mL浓硫酸和浓硝酸按体积比为3:1组成的混合强酸溶 液中，超声振荡处理4小时，倒入去离子水中，并静置12小时以上，过滤和水洗至中性， 再烘干，得到化学刻蚀的碳纳米管；在氮气保护下，将400mg上述带羧酸的碳纳米管置于 过量的二氯亚砜中回流36h，反应完毕，减压蒸馏除去过量的二氯亚砜，真空干燥得到酰 氯化的碳纳米管；再将200mg上述酰氯化的碳纳米管分散在无水丙酮中，在65'C条件下， 滴加10mL浓度为0.01g/mL的十二胺的丙酮溶液，滴加时间不低于60 70分钟，连续反 应12小时，离心过滤和水洗至中性，4(TC温度以下真空干燥12小时以上，得到十二胺改 性的碳纳米管；在氮气保护下，在250mL四口烧瓶中加入4.85g的无水三氯化铁和15mL的氯仿，室温下搅拌15分钟得到暗绿色混浊液，然后逐滴加入1.68g的3-己基噻吩单体的 12mL氯仿溶液，室温搅拌12小时。将混合物缓慢倒入300mL甲醇中沉降，过滤，将剩 余的固体用浓氨水浸泡本征化，然后用去离子水洗至中性，真空烘箱中烘干。然后用50mL 氯仿溶解，过滤除去不溶的部分，滤液用300mL的甲醇沉降，所得的固体用甲醇洗至无色， 重复氯仿溶解-乙醇沉降过程3次以上，除去杂质，即得本征化的聚(3-己基噻吩)，产率 为60%。
在强力搅拌条件下，于100mg上述十二胺改性处理的碳纳米管的氯仿溶液中，缓慢滴 加100mg聚(3-己基噻吩)的氯仿溶液，其中，碳纳米管的浓度为1.0mg/mL，聚(3-己 基噻吩)的浓度为6.0 mg/mL，碳纳米管与聚(3-己基噻吩)的重量比为1: 6。室温搅拌 3小时，得到一种碳纳米管/聚(3-己基噻吩)纳米复合材料的氯仿溶液。最后采用旋涂法 将上述碳纳米管/聚(3-己基噻吩)纳米复合材料的氯仿溶液涂覆在ITO玻璃片上，其涂布 速度为5.0mm/s，涂布液粘度在200cp，烘干温度为35°C，烘干时间为2小时，干燥的有 机-无机复合光敏涂覆层厚度为35 y m。
该聚(3-己基噻吩)/碳纳米管氯仿溶液的投射电镜图如图l所示，而该聚(3-己基噻 吩)/碳纳米管薄膜的光敏性能见图2。
实施例2
与实施例1相同，但是碳纳米管与聚(3-己基噻吩)的重量比由1: 6变为1: 3。该 聚(3-己基噻吩)/碳纳米管薄膜的光敏性能见图4。 实施例3
与实施例l相同，但是碳纳米管与聚(3-己基噻吩)的重量比由l: 6变为1: 1。 实施例4
与实施例1相同，但是3-己基噻吩变为3-辛基取代噻吩。 实施例5
与实施例1相同，但是3-己基噻吩变为3，4-二(异戊基)取代噻吩。 实施例6
与实施例l相同，但是十二胺变为正丁胺，用量不变。 实施例7
与实施例1相同，但是十二胺变为十八胺，用量由10mL变为6mL，浓度仍然为 0.01g/mL。 实施例8
与实施例l相同，但是涂覆方法由旋涂法改为浸涂法，导电基质由ITO玻璃片改为金属铝。
实施例9
与实施例1相同，但是有机溶剂由氯仿变为四氢呋喃。 实施例10
与实施例1相同，但是有机溶剂由氯仿变为乙二醇单丁醚，烘干温度变为120°C，烘 干时间为5小时。 实施例11
与实施例1相同，但是聚噻吩-碳纳米管复合光敏涂覆层厚度由35um变为15um。 实施例12
与实施例1相同，但是聚噻吩-碳纳米管复合光敏涂覆层厚度由35um变为55ym。 实施例2-12中获得的聚噻吩-碳纳米管复合光敏薄膜与实施例1的纳米复合薄膜具有类 似的性能。
权利要求
1、一种聚噻吩-碳纳米管纳米复合光敏性薄膜的制备方法，其特征在于具体步骤为(1)将100～1000mg多壁碳纳米管加入150ml浓硫酸和浓硝酸按体积比为3∶0.8-3∶1.2组成的混合强酸溶液中，超声振荡处理3～12小时，倒入去离子水中，并静置12小时以上，过滤和水洗至中性，再烘干，得到带羧基的碳纳米管；(2)在氮气保护下，将80～800mg上述带羧酸的碳纳米管置于过量的二氯亚砜中回流12～72h，反应完毕，减压蒸馏除去过量的二氯亚砜，真空干燥得到酰氯化的碳纳米管；(3)将50～500mg上述酰氯化的碳纳米管分散在无水丙酮中，滴加几滴新鲜吡啶或者三乙胺，在58～65℃条件下，逐滴滴加5～20ml浓度为0.005～0.025g/ml的有机胺或者有机醇的丙酮溶液，滴加时间不低于30分钟，滴加完毕连续反应4～72小时，过量的有机胺或者有机醇用大量的丙酮充分洗涤除去，离心过滤，真空干燥，得到有机胺或者有机醇改性的碳纳米管；(4)在氮气保护下，在250mL四口烧瓶中加入0.05～5g的无水三氯化铁和5～50ml的氯仿，室温下搅拌5～90分钟得到暗绿色混浊液，然后逐滴加入0.5～5g的烷基取代噻吩或者烷氧基取代噻吩单体的5～50mL氯仿溶液，室温搅拌4～72小时；将混合物缓慢倒入50～1000mL甲醇中沉降，过滤，将剩余的固体用浓氨水浸泡本征化，然后用去离子水洗至中性，真空烘箱中烘干；然后用10～100mL氯仿溶解，过滤除去不溶的部分，滤液用100～500mL的甲醇沉降，所得的固体用甲醇洗至无色，重复氯仿溶解-甲醇沉降过程3次以上，除去杂质，即得本征化的聚噻吩衍生物；(5)将50～500mg上述有机胺或者有机醇改性处理的碳纳米管分散在有机溶剂中，碳纳米管的浓度为0.5～10mg/mL；将50～500mg聚噻吩衍生物溶解于有机溶剂中，聚噻吩衍生物的浓度为0.5～10mg/mL；在强力搅拌条件下，将聚噻吩衍生物溶液缓慢滴加入碳纳米管溶液中，碳纳米管与聚噻吩衍生物的重量比为1∶1～20，室温搅拌1～12小时，得到一种聚噻吩衍生物-碳纳米管复合材料溶液；(6)采用涂覆方法将上述聚噻吩衍生物-碳纳米管复合材料溶液涂覆在导电基质上，其涂布速度为2.0～10.0mm/s，涂布液粘度在100～500cp，然后烘干，烘干温度为35～120℃，烘干时间为0.5～6小时，干燥的聚噻吩衍生物-碳纳米管复合光敏涂覆层厚度为15～45μm。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的烷基取代噻吩为3-丁基取代 噻吩、3-异戊基取代噻吩、3-正戊基取代噻吩、3-己基取代噻吩、3-辛基取代噻吩、3-异辛 基取代噻吩、3-(2-乙基)己基取代噻吩、3-十二垸基取代噻吩、3,4-二(异戊基)取代噻吩或3,4-二(十二烷基)取代噻吩；所述的烷氧基取代噻吩为3-甲氧基取代噻吩、3-戊氧基取代噻 吩、3-辛氧基取代噻吩、3-(十二垸基)噻吩-3-(戊氧萄噻吩共聚物或3-(十二垸基)噻吩-3-(辛 氧基)噻吩共聚物。
3、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的有机胺是乙胺、正丙胺、异 丙胺、正丁胺、异丁胺、仲丁胺、正戊胺、正辛胺、异辛胺、N， N—二异丙基乙胺、十二 胺或十八胺；所述的有机醇是乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、新戊醇、 辛醇、癸醇、十二醇或十八醇。
4、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂是氯仿、二氯甲烷、 四氯乙烷、四氢呋喃、二氧六环、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基 吡咯垸酮、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、乙二 醇二乙醚、乙二醇苯醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、二甘醇双甲醚、二甘醇二乙 醚或二甘醇乙醚二甘醇一丁醚，或其中几种的混合物。
5、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的导电基质是导电的金属片、 ITO玻璃或上面涂有导电介质的聚酯片，或鼓状、带状的的导电金属和导电合金。
6、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所说的涂覆方法，可以是旋涂法、 浸涂法、括涂法或者浇注法。
7、 一种如权利要求1或2所述制备方法获得的聚噻吩-碳纳米管复合光敏性薄膜材料。
全文摘要
本发明属有机/无机纳米复合材料技术领域，具体涉及一种聚噻吩-碳纳米管复合光敏性薄膜材料及其制备方法。该复合薄膜材料由碳纳米管和聚噻吩组成，它具有较高的光敏性、相容性和热稳定性，并具有优良的溶解性能、成膜性能和光电性能，该纳米复合光敏薄膜材料的贮存稳定性和碳纳米管在聚噻吩中的分散均匀性等要远远好于传统的物理方法。本发明的制备方法具有工艺简便、涂膜质量高、投入产出比高、成本低廉等优点，利用本发明制备的产品，是新一代绿色环保化工产品，可用于导电材料、太阳能电池材料、光电导材料和光电转换材料等领域。
文档编号C08L65/00GK101298510SQ20081003920
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月19日 优先权日2008年6月19日
发明者施旭靖, 杨正龙, 浦鸿汀 申请人:同济大学