含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應用，所述共聚物具有式(Ⅰ)的結(jié)構，所述共聚物是通過將苯并二(苯并噻二唑)與硒吩進行Suzuki耦合反應制備而得。由化合物硒吩、苯并二(苯并噻二唑)構成的聚合物能夠形成一種很強的給體-受體結(jié)構，一方面有利于提高材料的穩(wěn)定性，另一方面有利于降低材料的能帶隙，從而擴大太陽光吸收范圍，提高光電轉(zhuǎn)化效率。
【專利說明】含砸吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有機材料【技術領域】，具體地說，本發(fā)明涉及一種含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]制備成本低、效能高的太陽能電池一直是光伏領域的研究熱點和難點。目前已商業(yè)化的硅太陽能電池由于生產(chǎn)工藝復雜、成本高，使其應用受到限制。為了降低成本，拓展應用范圍，長期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。聚合物太陽能電池因為原料價格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優(yōu)點而具有優(yōu)越的市場前景。自 1992年N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE(N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992，258，1474)上報道共軛聚合物與C60之間的光誘導電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們在聚合物太陽能電池方面投入了大量研究，并取得了飛速的發(fā)展。目前聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率仍然比硅太陽能電池低，原因之一是由于聚合物的載流子遷移率比無機單晶材料的遷移率低了好幾個數(shù)量級。目前所使用的共軛聚合物光電池材料的吸收光譜與太陽光譜不能很好地匹配，是導致能量轉(zhuǎn)移效率低的另一重要原因。為進一步提高聚合物太陽能電池的性能，一方面可采用具有較寬吸收光譜的極窄帶隙聚合物做給體和受體，提高對太陽能的吸收利用，另一方面可采用退火、加入表面活性劑等材料對器件進行優(yōu)化。
[0003]苯并噻二唑單元具有優(yōu)異的還原可逆性，與鎂、鋁等金屬陰極的功函值非常接近；屬于缺電子型芳香環(huán)化合物，具有強吸電子能力，是一種優(yōu)良的受體單元具有較好的電子傳輸性質(zhì)，同時還可以調(diào)節(jié)材料的能隙。
[0004]菲由三個六元環(huán)并成，所有原子在同一個平面上，具有良好電子空穴傳輸能力，而且分子的剛性有利于提高材料的熱穩(wěn)定性能，而且菲的9，10位容易修飾，可以利用簡便的方法引入供電子基團和受電子基團，調(diào)節(jié)其供/吸電子性能。因此它在有機發(fā)光二極管、有機太陽能電池、場效應晶體管等光電材料中有著廣泛的應用
[0005]硒原子的半徑比硫原子的大，更加能增強聚合物聚合物鏈之間的分子重疊，促進電荷的跳動過程。由于硒吩具有低的帶隙和2，3，4，5容易修飾取代，近年來引起了科研工作者的極大關注。
[0006]然而，同時含有硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的聚合物目前仍沒有文獻和專利報道，這就大大限制了它的應用范圍。因此，本發(fā)明開發(fā)了含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共軛聚合物，擴大它們在聚合物太陽能電池等領域的應用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，本發(fā)明的目的是提供一種含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物。 [0008]具體的技術方案如下:[0009]一種含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，所述共聚物具有式(I )的結(jié)構:
[0010]
【權利要求】
1.一種含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，所述共聚物具有式(I)的結(jié)構，
2.根據(jù)權利要求1所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物，其特征在于，所述R1為C1I6的烷基，所述R2, R3為C1~Cl0的烷基；所述η為30-65之間的整數(shù)。
3.一種權利要求1或2所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在惰性氣體環(huán)境中，將結(jié)構式為
4.根據(jù)權利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述4，4’_ 二溴-6，6’_ 二碘-聯(lián)2，1，3苯并噻二唑是采用如下步驟制得:
將結(jié)構式為
5.根據(jù)權利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟⑴中，所述堿I為Bu3N,所述堿I與炔類化合物的摩爾用量比為1:1。
6.根據(jù)權利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述催化劑I為Pd(OAc)2，所述催化劑I的摩爾用量為4，4’ - 二溴-6，6’ -二碘-聯(lián)2，1，3苯并噻二唑的10%。
7.根據(jù)權利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述催化劑2為Pd(PPh3)4，所述催化劑2的摩爾用量為化合物3的0.05%-20% ;所述堿2為Na2CO3，所述堿2的物質(zhì)的量為化合物4的2_20倍。
8.根據(jù)權利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，步驟⑴中所述溶劑I為DMF ;步驟⑵中所述溶劑2為THF ;步驟⑶中所述溶劑3為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯或甲苯。
9.根據(jù)權利要求3所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣或氦氣。
10.權利要求1或2所述的含硒吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚物在聚合物太陽能電池，有機電致發(fā)光，有機場效應晶體管，有機光存儲和有機激光領域中的應用。
【文檔編號】C08G61/12GK103804654SQ201210453937
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權日:2012年11月13日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元, 黃佳樂, 李滿園 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司