含硒吩-苯并二(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】本发明公开了一种含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用，所述共聚物具有式(Ⅰ)的结构，所述共聚物是通过将苯并二(苯并噻二唑)与硒吩进行Suzuki耦合反应制备而得。由化合物硒吩、苯并二(苯并噻二唑)构成的聚合物能够形成一种很强的给体-受体结构，一方面有利于提高材料的稳定性，另一方面有利于降低材料的能带隙，从而扩大太阳光吸收范围，提高光电转化效率。
【专利说明】含砸吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于有机材料【技术领域】，具体地说，本发明涉及一种含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)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。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C60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。目前聚合物太阳能电池的能量转换效率仍然比硅太阳能电池低，原因之一是由于聚合物的载流子迁移率比无机单晶材料的迁移率低了好几个数量级。目前所使用的共轭聚合物光电池材料的吸收光谱与太阳光谱不能很好地匹配，是导致能量转移效率低的另一重要原因。为进一步提高聚合物太阳能电池的性能，一方面可采用具有较宽吸收光谱的极窄带隙聚合物做给体和受体，提高对太阳能的吸收利用，另一方面可采用退火、加入表面活性剂等材料对器件进行优化。
[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。
[0004]菲由三个六元环并成，所有原子在同一个平面上，具有良好电子空穴传输能力，而且分子的刚性有利于提高材料的热稳定性能，而且菲的9，10位容易修饰，可以利用简便的方法引入供电子基团和受电子基团，调节其供/吸电子性能。因此它在有机发光二极管、有机太阳能电池、场效应晶体管等光电材料中有着广泛的应用
[0005]硒原子的半径比硫原子的大，更加能增强聚合物聚合物链之间的分子重叠，促进电荷的跳动过程。由于硒吩具有低的带隙和2，3，4，5容易修饰取代，近年来引起了科研工作者的极大关注。
[0006]然而，同时含有硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的聚合物目前仍没有文献和专利报道，这就大大限制了它的应用范围。因此，本发明开发了含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共轭聚合物，扩大它们在聚合物太阳能电池等领域的应用范围。
【发明内容】
[0007]基于此，本发明的目的是提供一种含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。 [0008]具体的技术方案如下:[0009]一种含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，所述共聚物具有式(I )的结构:
[0010]
【权利要求】
1.一种含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，所述共聚物具有式(I)的结构，
2.根据权利要求1所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，所述R1为C1I6的烷基，所述R2, R3为C1~Cl0的烷基；所述η为30-65之间的整数。
3.一种权利要求1或2所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)在惰性气体环境中，将结构式为
4.根据权利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述4，4’_ 二溴-6，6’_ 二碘-联2，1，3苯并噻二唑是采用如下步骤制得:
将结构式为
5.根据权利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，步骤⑴中，所述碱I为Bu3N,所述碱I与炔类化合物的摩尔用量比为1:1。
6.根据权利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述催化剂I为Pd(OAc)2，所述催化剂I的摩尔用量为4，4’ - 二溴-6，6’ -二碘-联2，1，3苯并噻二唑的10%。
7.根据权利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述催化剂2为Pd(PPh3)4，所述催化剂2的摩尔用量为化合物3的0.05%-20% ;所述碱2为Na2CO3，所述碱2的物质的量为化合物4的2_20倍。
8.根据权利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，步骤⑴中所述溶剂I为DMF ;步骤⑵中所述溶剂2为THF ;步骤⑶中所述溶剂3为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、苯或甲苯。
9.根据权利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氦气。
10.权利要求1或2所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物在聚合物太阳能电池，有机电致发光，有机场效应晶体管，有机光存储和有机激光领域中的应用。
【文档编号】C08G61/12GK103804654SQ201210453937
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】周明杰, 管榕, 黎乃元, 黄佳乐, 李满园 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