含苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及含苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制备方法和应用。一种含苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物，具有以下结构式：其中，R1、R2为C1~C20的烷基；R3、R4为C1~C20的烷基或C1~C20的烷氧基；n为1-100之间的整数。由苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(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，一方面有利于提高了材料的稳定性，另一方面有利于降低材料的能带隙，从而扩大了该材料的光吸收范围，提高光电转化效率。
【专利说明】含苯并[1, 2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电子材料领域，特别是涉及一种含苯并[1，2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的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。
[0003]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.SSariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992, 258, 1474)上报道共辄聚合物与C6tl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。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种能量转换效率较高的含苯并[1，2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制备方法和应用。
[0005]一种含苯并[1，2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物，其特征
在于，具有以下结构式:
[0006]
【权利要求】
1.一种含苯并[l，2-b:4，3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物，其特征在于，具有以下结构式:
2.一种含苯并[l，2-b:4，3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 提供化合物A和化合物B，化合物A的结构式为:
3.根据权利要求2所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为Pd2 (dba) 3、Pd (PPh3) 4或Pd (PPh3) 2C12，催化剂的用量为化合物A的摩尔量的0.05%~20% ;所述溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙醚、苯或甲苯； 所述分离纯化的步骤为: 往反应体系中加入甲苯及去离子水进行萃取，取有机相，减压蒸馏除去所述有机相的至少部分溶剂，再将所述有机相滴入到无水乙醇中沉析，抽滤、烘干后得到固体粉末，再将所述固体粉末用氯仿溶解，过中性氧化铝层析柱，除去有机溶剂，甲醇沉降，抽滤，所得固体用丙酮索氏提取器提取三天，甲醇沉降，抽滤，真空泵下抽过夜得到提纯后的含苯并[I, 2-b:4, 3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物。
4.根据权利要求2所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物A采用如下方法制备: 提供化合物C和化合物D， 化合物C的结构式为:
5.根据权利要求4所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物C采用如下方法制备: 提供化合物E，化合物E的结构式为:
6.根据权利要求5所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物E采用如下方法制备: 将4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑，铜粉和N，N- 二甲基甲酰胺混合，加热至120°C反应3小时后,冷却至室温,加入甲苯,搅拌30分钟,过滤,滤液用饱和食盐水和水洗涤，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸干，经无水乙醇重结晶后得到化合物E。
7.根据权利要求6所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物的制备方法，其特征在于，所述4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑采用如下方法制备： 将5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑与质量浓度为40%的氢溴酸混合，加热回流，在30分钟内慢慢滴加液溴并回流4小时，热过滤，滤液冷却后再过滤,用水洗涤固体并干燥,用冰醋酸重结晶一次，再用氯仿重结晶一次，得到4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑。
8.根据权利要求7所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物的制备方法，其特征在于，所述5-硝基-2，1，3苯并噻二唑采用如下方法制备： 将2-氨基-5-硝基苯胺与二氯亚砜混合，搅拌并慢慢滴加吡啶，加热后于8(T90°C回流反应24小时,停止反应,加热至80°C旋蒸出过量的二氯亚砜后,将反应产物冷却至室温,倾入大量水中搅拌后过滤、水洗后真空干燥，得到5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑。
9.根据权利要求2所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物B采用如下方法制备： 提供化合物F，化合物F的结构式为：
10.如权利要求1所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物在聚合物太阳能电池器件、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储及有机激光中的应用。
【文档编号】H01L51/46GK103833970SQ201210484345
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】周明杰, 管榕, 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