一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法与应用，所述含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物为具有如下通式的化合物P，式中，R1，R2为C1~C26的烷基，R3，R4为H或C8~C20的烷基，n为10~84之间的整数。所述含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物含有新的苯并二(苯并噻二唑)共轭单元，其吸收光谱发生红移，与太阳光谱的匹配度高，同时具有平面共轭结构，载流子迁移速率及能量转换效率高，制备方法简单可控，在聚合物太阳能电池、有机电致发光器件等光电材料领域有很好的应用前景。
【专利说明】一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电材料【技术领域】，特别是涉及一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制备方法与应用。
【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，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。
[0003]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。而目前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，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。
[0004]用于光电材料的含有芴单元和苯并噻二唑单元的共轭聚合物已见报道，但在实际应用中获得的能量转换效率依然较低。因此，开发新的聚合物材料，提高光电材料的能量转换效率对于有机太阳能电池的发展有重要意义。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明旨在提供一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。
[0006]本发明的目的还在于提供含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法及应用。
[0007]第一方面，本发明提供了一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，为如下结构式所示的化合物P:
[0008]
【权利要求】
1.一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，为具有如下通式的化合物P:
2.一种含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤: 提供化合物A和化合物B，化合物A和B的结构式分别为:
3.如权利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物A的制备方法包括以下操作步骤: (1)4-硝基苯-1，2- 二胺与二氯亚砜及吡啶反应，分离得到5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑，反应式为:
4.如权利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，化合物B的制备方法包括以下操作步骤: 提供化合物D，其中，R3，R4为H或CiTC2tl的烷基:
5.如权利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯、双三苯基磷二氯化钯或四(三苯基膦)钯。
6.如权利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述催化剂的摩尔用量为化合物A摩尔用量的0.59TlO%。
7.如权利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述碱溶液为Na2CO3水溶液，所述Na2CO3水溶液中Na2CO3的物质的量为化合物B的物质的量的2~20倍。
8.如权利要求2所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化的操作为:反应后，向反应液中加入去离子水和甲苯进行萃取，取有机相，减压蒸馏后加入无水乙醇中，析出沉淀，抽滤、烘干后得到固体粉末，用氯仿将固体粉末溶解后，以乙酸乙酯与正己烷的混合溶剂或甲苯为洗脱液，用硅胶层析柱进行分离，层析液减压蒸馏后用甲醇沉降，抽滤，所得固体用丙酮在索氏提取器中提取三天，再用甲醇沉降，抽滤，真空抽滤过夜，得到含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。
9.如权利要求1所述的含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的应用，其特征在于，所述含芴-苯并二(苯并噻二唑)共聚物用于制备聚合物太阳能电池器件、有机电致发光器件或有机场效应晶体管。
【文档编号】H01L51/54GK103772657SQ201210407213
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月23日 优先权日:2012年10月23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