一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物及其制备方法，具体的是一种基于联二噻吩和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亚基）苯并二呋喃-二酮的半导体共轭聚合物及其制备。本发明涉及合成的新型给体-受体共轭聚合物具有宽的吸收峰，覆盖可见光甚至延伸至近红外区域，不仅能用于有机太阳能电池、有机场效应管，在有机光电探测器中也非常有用，还可应用于近红外光谱的调制如热辐射。本发明所制得的共轭聚合物可溶液加工处理，在有机电子领域有一定的应用前景。
【专利说明】一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种可溶液加工的超低能带隙的给体-受体聚合物材料，具体的 是一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物及其制备方法。 【背景技术】
[0002] 可溶性给体-受体共轭聚合物在有机电子方面有众多的应用，如红外探测、有机 太阳能电池、有机场效应管、有机发光二极管和电致变色显示。有时，同一种聚合物在不 同的应用上都有很好的表现，比如基于吡咯聚合物可应用于有机场效应管和有机太阳能电 池。在其他情况下，只要对给体-受体聚合物（如异靛蓝）核心进行轻微的修改，就可以适 用于不同的应用。通过选择合适的给体（η-富电子）和受体（η-缺电子）单元，可以为 有机电子的不同应用来定制相应属性的目标聚合物。尽管目前给体-受体聚合物材料合成 很多，大多能覆盖可见光并延伸至尽红外领域，但是，到目前为止，聚合物材料的能带隙一 般都大于1，聚合物能带隙小于1的超低能带隙聚合物材料还不多见，设计和合成具有超低 能带隙的聚合物材料在有机薄膜晶体管（0TFTS)和有机太阳能电池（0PV)等方面有重要的 应用，这是由于超低能带隙聚合物一般具有低的最低未占轨道能级，低的最低未占轨道能 级有利于电子的稳定和传输，是作为电子和双极性传输的有机薄膜晶体管材料；另一方面， 超低能带隙聚合物吸收都延伸至近红外区域，起始吸收峰大于1240nm，在有机太阳能电池 中代替富勒烯衍生物，不仅能作为电子传输材料，而且能有效的增加光吸收。另外，对于吸 收在近红外（NIR)区域的超低能带隙给体-受体聚合物，由于其具有红外探测的能力，一些 已经作为夜视设备以应对战场上的伪装，还可应用于航天器热控制等。本发明的聚合物具 有超低的能带隙，吸收峰延伸覆盖可见光，并延伸至近红外区域。本发明的聚合物可应用于 有机电子的多个领域，如红外探测、有机太阳能电池、有机场效应管等。
【发明内容】
[0003] 本发明是设计合成了超低能带隙给体-受体共轭聚合物，是一种超低能带隙半导 体材料，目的是提供一种应用于有机电子领域中聚合物太阳能电池、有机场效应管，红外探 测等多用途的给体-受体聚合物材料及其制备。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] -种超低能带隙给体-受体共轭聚合物，其特征在于：所述的共轭聚合物是基于 联噻吩和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亚基）苯并二呋喃-二酮的给体-受体共轭聚合物，所 述共轭聚合物的结构式为：
[0006]
【权利要求】
1. 一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物，其特征在于：所述的共轭聚合物是基于联 噻吩和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亚基）苯并二呋喃-二酮的给体-受体共轭聚合物，所述 共轭聚合物的结构式为：
其中，&为C16-C4(l烷烃链，R2为Η或C8-C 24烷烃链，η彡1。
2. 根据权利要求1所述的超低能带隙给体-受体共轭聚合物，其特征在于：所述的札 烷烃链可选择C16-C 4(l的支链烷烃。
3. -种如要求1所述的超低能带隙给体-受体共轭聚合物的制备方法，其特征在于： 以联二噻吩双锡单体和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亚基）苯并二呋喃-二酮双溴单体为 原料，采用Stille交叉偶联反应得到所述的半导体共轭聚合物，反应是在以三（二亚苄基 丙酮）二钯为催化剂，三（邻甲基苯基）磷为配体的体系下聚合得到的；所述的联二噻吩双 锡单体和（5-氧-噻吩并吡咯-6-亚基）苯并二呋喃-二酮双溴单体的摩尔比为1:1 ;三 (二亚苄基丙酮）二钯的加入量为反应单体总摩尔量的2%;三（邻甲基苯基）磷的加入量 为反应单体总摩尔量的4%。
4. 根据权利要求3所述的一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物的制备方法，其特征 在于，所述的交叉偶联反应温度为80-130 〇C。
5. 根据权利要求3所述的一种超低能带隙给体-受体共轭聚合物的制备方法，其特征 在于，所述交叉偶联反应时间为6-72小时。
【文档编号】C08G61/12GK104045819SQ201410216688
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】张国兵, 李朋, 郭景华, 吕国强 申请人:合肥工业大学