專利名稱：一種含有平面芴單元交替共軛聚合物的制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備有機(jī)光伏器件的聚合物制備方法和用途。
背景技術(shù)：
由于對(duì)廉價(jià)的太陽(yáng)能資源利用的需求日益迫切，越來(lái)越多的科研工作者將目光轉(zhuǎn)向了高效、廉價(jià)的光伏器件的領(lǐng)域。以聚合物為基礎(chǔ)的有機(jī)光伏體系相比于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料具有廉價(jià)、容易制備的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，有機(jī)光伏器件的潛在優(yōu)勢(shì)在于它可以制備大面積的柔性器件，這是無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料所無(wú)法達(dá)到的。近些年來(lái)，有機(jī)光伏器件的光電轉(zhuǎn)換效率不斷攀升，已達(dá)到了 7 %。提高共軛聚合物在太陽(yáng)能電池中的載流子的傳輸率是提高有機(jī)太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)化效率的重要方法。對(duì)于某一類聚合物材料來(lái)說主要有兩種手段1)提高聚合物的分子量，從而減少聚合物鏈間的電荷傳輸；幻提高聚合物的規(guī)整排列程度，從而使聚合物鏈間的電荷傳輸更加容易。對(duì)于前者，需要設(shè)計(jì)溶解性比較好的聚合物，從而使聚合物在合成過程中不至于沉降出來(lái)，最終得到高分子量的聚合物，對(duì)于后著來(lái)說，設(shè)計(jì)平面型的聚合物有利于聚合物的η-η堆積形成規(guī)整的排列。含有芴單元的聚合物由于其較低的HOMO能級(jí)，在太陽(yáng)能電池器件中顯示出較高的開路電壓。但是其9位Sp3雜化的碳原子由于其四面體的結(jié)構(gòu)阻礙了這類材料的π-π 堆積，從而不利于鏈間的電荷傳輸。因而使用這類材料制作的太陽(yáng)能電池器件的短路電流較小，從而光電轉(zhuǎn)化效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種合成含有9位Sp2雜化的芴與5，6位上引入兩個(gè)烷氧鏈的苯并噻二唑的交替共聚物制備方法。本發(fā)明所提供的交替共軛聚合物，結(jié)構(gòu)如式I所示。
權(quán)利要求
1.一種式I結(jié)構(gòu)的交替共軛共聚物，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共軛聚合物，其特征在于所述交替共軛聚合物為式II結(jié)構(gòu)的聚合物，
3.權(quán)利要求2所述交替共軛聚合物的制備方法，是將9-(1’-烷基亞烷基)-2，7_二0， 4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧雜硼烷-2-基)芴和4，7-二(5-溴代噻吩-2-基)-5，6-二 (烷氧基)-[1，2，5]-苯并噻二唑在四(三苯基膦)鈀催化下在100-12(TC溫度下反應(yīng)數(shù)天， 得到式II結(jié)構(gòu)的交替共軛聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述的是將9-(1’-烷基亞烷基)-2， 7- 二(4，4，5，5-四甲基-1，3，2- 二氧雜硼烷-2-基)芴是由如下步驟制備得到的1)將2，7-二溴芴和叔丁醇鉀在二甲基亞砜中混合，充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)數(shù)分鐘后加入二硫化碳，再反應(yīng)一段時(shí)間后加入碘甲烷，反應(yīng)得到2，7- 二溴-9( 二甲基硫代亞甲基)芴；2)將2，7-二溴-9(二甲基硫代亞甲基)芴與烷基鏈格式試劑低溫反應(yīng)得到2，7-二溴-9-(1，-烷基亞烷基)芴；3)將2，7_二溴-9-(1，-烷基亞烷基)芴、醋酸鉀、4，4，5，5_四甲基-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧雜硼烷-2-基)-1，3，2_ 二氧雜硼烷同[1，1'-雙(二苯基膦)二茂鐵]二氯化鈀二氯甲烷絡(luò)合物加入N，N-二甲基甲酰胺中，反應(yīng)三天得到9-(1’ -烷基亞烷基)-2，7_ 二 (4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧雜硼烷-2-基)芴。
5.權(quán)利要求2所述共軛聚合物在制備光電功能器件中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于光電功能器件為聚合物太陽(yáng)能電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型嵌段共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明嵌段共軛聚合物，結(jié)構(gòu)如式I所示。其中，X代表聚合物結(jié)構(gòu)單元中的S、-NH、CH2、O等原子，也可以代表-CH＝CH-結(jié)構(gòu)；R1，R2為結(jié)構(gòu)單元中的取代基團(tuán)，為氫原子或者飽和烷烴，雙鍵烷烴，三鍵烷烴，醚氧鏈，烷基鏈胺或者巰基類結(jié)構(gòu)；n為聚合物主鏈的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元數(shù)，n為大于零的正整數(shù)。從改變聚合物的結(jié)構(gòu)入手，通過調(diào)整不同的共軛單元，實(shí)現(xiàn)光譜的改進(jìn)，提高分子量和溶解性，降低聚合物的位阻，提高聚合物的結(jié)晶性能，在光電功能器件，特別是聚合物太陽(yáng)能電池上具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01L51/46GK102477141SQ20101055637
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者李翠紅, 杜春, 薄志山 申請(qǐng)人:李翠紅, 杜春, 薄志山