含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于有机半导体材料领域，其公开了一种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物及其制备方法和应用；该共聚物具有如下结构通式：式中：n为10~60之间的整数；R1、R2相同或不同地为H、C1~C16的烷基；R3、R4相同或不同地为H、C1~C16的烷基或C1~C16的烷氧基；R5、R6相同或不同地表示为H或C1-C16的烷基、C1~C16烷氧基或F。本发明提供的含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物，通过苯并噻吩类单体与其他强的受体单元（苯并噻二唑）共聚，形成一种“弱给体-强受体”的共聚物分子，提高材料对太阳光的利用率。
【专利说明】含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机半导体材料，尤其涉及一种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚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而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。其中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。在半导体聚合物骨架中选择合适的单体，有利于将聚合物的光吸收范围拓宽到红外、近红外光区。其中的策略之一是在聚合物骨架中引入富电子的给体单元和缺电子的受体单元。通过给受体中这种“推-拉电子”的相互作用，降低共轭聚合物的能隙，使其吸收带向红外及近红外低能波段移动。
[0004]苯并噻二吩类衍生物`，两个噻吩通过苯环稠环在一个平面内，增强了其平面性和刚性结构，具有较高的光、热和环境稳定性。位于中心的苯环降低了两侧噻吩环的富电子数，使其具有较低的HOMO能级。由于其扩展的共轭大π键体系，π键之间的π-π堆叠具有较高的载流子迁移率，因此，它在有机电子等领域都显现出广阔的应用前景。
【发明内容】
[0005]基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种可以提高有机半导体器件的光电转换效率的含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物，具有如下结构通式:
[0008]
【权利要求】
1.一种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物，其特征在于，该共聚物具有如下结构通式:
2.根据权利要求1所述的共聚物，其特征在于，η为12~50之间的整数。
3.一种含苯并噻二唑单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 无氧环境下，将结构式为
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述化合物Ml是采用如下步骤制得: 将结构式为
5.根据权利要求3所述的共聚物，其特征在于，η为12~50之间的整数。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，Stille耦合反应结束后，还包括对所述共聚物进行纯化处理过程: 将Stille耦合反应得到的反应液蒸干至约5ml左右，将其滴入到无水甲醇中不断搅拌约，然后逐渐有固体沉淀析出，经过抽滤、烘干后得到固体粉末；再将固体粉末用氯仿溶解，用中性氧化铝过层析柱，除去催化剂，最后将聚合物溶液旋蒸至剩5ml左右，将其滴入甲醇溶剂中并搅拌数小时，最后将聚合物收集烘干，得到纯化的所述共聚物。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为四(三苯基膦)钯或二(三苯基膦)二氯化钯；所述催化剂的摩尔用量为化合物M2摩尔用量的0.0f 5%。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为摩尔比为1:2~20的三(二亚苄基丙酮)二钯与三(邻甲基苯基)膦的混合物；所述催化剂的摩尔用量为化合物M2摩尔用量的0.01~5%。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、苯和甲苯中的至少一种。
10.权利要求1所述的共聚物在有机太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机电致发光器件、有机场效 应晶体管中的应用。
【文档编号】C09K11/06GK103665345SQ201210361380
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25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