含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物，结构式如下：其中，n为1~100的整数；R1为C1~C20的烷基或R2、R3及R4为H、C1~C20的烷基或C1~C20的烷氧基；R5、R6及R7为H或C1~C20的烷基。上述共轭聚合物具有光吸收范围宽、载流子迁移率高、溶解性好等特性，能应用于聚合物太阳能电池、有机电致发光、有机场效应晶体管等领域中。此外，本发明还提供一种含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法。
【专利说明】含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物
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【技术领域】，特别是涉及一种含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。传统的硅太阳能电池虽然具有较高的效能，但是其生产工艺复杂、成本高，限制了其进一步应用。为了降低太阳能电池的生产成本，拓展其应用范围，人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。
[0003]聚合物太阳能电池因原料价格低廉、质量轻、柔性好、生产工艺简单、可大面积柔性制备等优点而备受关注。但是聚合物太阳能电池的光电转换效率比硅太阳能电池低很多，如果能够将聚合物太阳能电池光电转换效率提高到接近商品硅太阳能电池的水平，其市场前景将是非常巨大的。
[0004]人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，研究表明聚合物太阳能电池未来面临的挑战之一就是合成新型的聚合物材料，而聚合物材料需要具备以下特点:(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对提高聚合物太阳能电池的光电转换效率至关重要。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种光吸收范围宽的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物。
[0006]一种含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物，结构式如下:
[0007]
【权利要求】
1.一种含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物，结构式如下:
2.一种含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 提供化合物A和化合物B，所述化合物A的结构式为:
3.如权利要求2所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述Stille偶合反应的反应温度为5(Tl20°C，反应时间为24~72小时。
4.如权利要求2所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为Pd (PPh3) 2Cl2、Pd (PPh3) 4或Pd2 (dba) 3与P (o-Tol) 3的混合催化剂，所述催化剂的摩尔添加量占所述化合物A和化合物B的总摩尔量的0.0f 10%。
5.如权利要求2所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二氧六环、二甲基甲酰胺、苯及甲苯中的至少一种。
6.如权利要求2所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化的步骤为:将反应后的混合液用甲醇沉降，抽滤，甲醇洗涤沉淀，蒸发所述沉淀以除去多余的甲醇，再用甲苯溶解所述沉淀并加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，加热至90°C搅拌过夜，收集有机相过氧化铝的柱层析并用氯苯淋洗，加压除去有机溶剂，甲醇沉降，抽滤，所得的固体物用丙酮索氏提取三天后用甲醇沉降，真空泵下抽过夜即得到纯化的所述含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物。
7.如权利要求2所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物A采用如下步骤制备: 提供具有如下结构式的化合物C:
8.如权利要求2所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物B采用如下步骤制备: 提供化合物D和三甲基氯化锡，所述化合物D的结构式如下:
9.如权利要求1所述的含吡咯并吡咯二酮和萘四羧酸二酰亚胺单元的共轭聚合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】H01L51/30GK103865040SQ201210535022
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】周明杰, 管榕, 黄佳乐 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