以丁二烯为空间隔离基团的异靛蓝衍生物聚合物及制备和用图
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种可溶液加工的有机半导体材料，尤其是一种下二締为空间隔离基 团的异說蓝衍生物的共辆聚合物及其制备、用途。
【背景技术】
[0002] 当今世界能源消耗越来越大，但是煤炭、石油、天然气等不可再生能源日益枯竭， 利用太阳能是解决人类社会面临的能源问题的有效途径。
[0003] 异說蓝具有良好的缺电子特性，吸光能力强，平面共辆等优点，广泛应用于光伏 材料。化合成了窄能带隙聚合物PHTVT和PiI2T，由于TVT的平面性比2T的好，所W PHTVT的光伏性能更高，PCE高达7. 09 %。（参考文献：化ng，E.ΗJo,W.Η; 31-Extended lowb曰ndg曰ρpolymerb曰sedonisoindigo曰ndthienylvinyleneforhighperformance polymersolarcells.linergyEnviron.Sci, 2014, 7, 650-654.)IID桥连双键两边的吗I噪 酬环，由于苯环上Η原子和C= 0上的0原子存在空间斥力作用，导致IID有所扭曲，降低 了Π-Π共辆程度。化en等设计合成了W嚷吩环代替苯环的新型异說蓝嚷吩异說蓝ΤΠ， 可W有效降低二面角，不过由于ΤΠ的HOMO能级太高，导致PV性能并不理想。目前设计和 研究空间隔离结构的异說蓝，主要集中于0FET材料，应用于0PV领域的只有本课题组报道 的W连二嚷吩为桥连基团的IBTI与BDT共聚物PBDT-IBTI;结果表明：运种结构有效解决 了异說蓝二面角问题，PV性能良好，采用倒置B町器件测试，最终PCE达到6. 41 %。本发 明邸I为电子受体单元，双锡抓T为电子受体单元，得到共聚物PEBI-抓TO和PEBI-BDTT， 对其光伏性能进行研究，材料在可见光范围内光谱吸收良好，易溶于常用有机溶剂，成膜性 好，微观形貌良好，耐热性好，能带隙合适，是PSCs的理想材料。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一类可溶液加工的含有一种扩展型异說蓝邸I的共辆聚合 物及其制备方法。本发明的共辆聚合物具有良好的平面共辆性，良好的紫外光谱吸收，属于 可溶液加工的共辆聚合物，太阳能电池器件研究表明运两个材料在太阳能领域具有良好的 应用前景。
[0005] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种下二締为空间隔离基团的异說蓝衍生物的共辆聚合 物，其结构式如式I或式II所示：
[0007]
[0008]其中，Ri、Rz均为C8 ~C20 烷基链，100 >η> 1。
[0009] 第二方面，本发明还提供了一种如前述的下二締为空间隔离基团的异說蓝衍生物 的共辆聚合物的制备方法，其特征在于，包括式I化合物的制备方法和式II化合物的制备 方法，其中，所述式I化合物的制备方法包括如下步骤：
[0010] 将化合物邸I
抓TO在80~120°C下进行反应，得到式I化合物；
[0011] 所述式II化合物的制备方法包括如下步骤：
[0012] 将化合物EBI与化合物在80~120°C下进行反 应，得到式II化合物。
[0013] 作为优选方案，所述化合邸I的制备方法包括如下步骤：
[0014] 将化合物Μ与1-舰-2-辛基十二烧在70~110°C下进行反应，得到化合物邸I。
[0015] 作为优选方案，所述1-舰-2-辛基十二烧与化合物Μ的摩尔比为2. 2:1~4:1。
[0016] 作为优选方案，所述邸I与抓TO的摩尔比为1:1~1:1. 2,所述邸I与抓ΤΤ的摩 尔比也为1:1~1:1. 2。
[0017] 第Ξ方面，本发明还提供了一种如前述的下二締为空间隔离基团的异說蓝衍生物 的共辆聚合物与PC,iBM共混作为半导体有机层在聚合物太阳能电池测试中的用途。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0019] 本发明披露的合成方法简单有效，合成的成本低；本发明的下二締为空间隔离基 团的异說蓝衍生物的共辆聚合物具有两个的平面共辆，材料可溶液加工，可用于有机薄膜 太阳能电池器件。
【附图说明】
[0020] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0021] 图1为实施例1化合物邸I合成路线图；
[0022] 图2为实施例1聚合物阳BI-抓TO和阳BI-抓TT合成路线图；
[0023] 图3为实施例1化合物EBI的核磁氨谱图；
[0024] 图4为实施例1化合物EBI的核磁碳谱图；
[00巧]图5为聚合物阳BI-抓TO和阳BI-抓TT在氯仿中的紫外吸收光谱图；
[0026] 图6为聚合物阳BI-抓TO和阳BI-BDTT的薄膜的紫外吸收光谱图；
[0027] 图7为聚合物阳BI-抓TO和阳BI-BDTT的循环伏安曲线图；
[002引图8为聚合物聚合物/PC,iBM为半导体层的薄膜太阳能电池器件的I-V曲线图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不W任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0030] 连施俩I1
[0031] 本实施例提供了可溶性的扩展型异說蓝邸I基的共辆聚合物PEBI-抓TO和 阳BI-BDTT，其结构式如表1所示（其中，100 >n> 1)，其单体EBI的合成路线参见图1，聚 合物阳BI-抓TO和阳BI-BDTT的合成参见图2所示。
[0032]
[0033]
[0034] 本实施例还设及聚合物阳BI-抓TO和阳BI-BDTT的制备方法，包括如下步骤：
[0035] (a)中间体化合物苯并二嚷吩双锡单体的合成
[0036] 苯并二嚷吩双锡单体的结构式为
[0037]
[0038]其详细制备方法见文献《Hwang，Y.J;Kim，F.S;Xin，H;Jeneldie，S.A; NewThienothiadiazole-BasedConjugatedCopolymersforElectronicsand Optoelectronics.Macromolecules2012, 45, 3732-3739 ;Liao,S.H;化uo,比J;Cheng,Y. S;Chen,S.A;FullereneDerivative-DopedZincOxideNanofiImastheCathode ofInvertedPolymerSolarCellswithLow-BandgapPolymer(PTB7-Th)forHigh Performance.Adv.Mater. 2013, 25, 4766 - 4771.〉〉
[0039] (b)化合物M的合成
[0040] 化合物M的结构式为
[0041]
[0042]其详细制备方法见文献《Chen,s.y;Sun，B;Guo,C;Hong，W;Meng，Υ.Z;Li，Υ.N;
[0043] 3, 3〇-巧thane-l, 2-diylidene)bis(indolin_2-〇ne)bas