[發明專利]含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201010203374.5
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN102286141A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 周明杰;黃杰;黃佳樂
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/00;H01S5/36
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;張秋紅

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種高分子聚合物、制備方法及其應用，更具體的涉及一種含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料、制備方法及其應用。含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料具體在有機太陽能電池、有機場效應晶體管、有機電致發光、有機光存儲、有機非線性材料和有機激光等領域中有應用。

背景技術

目前，高效率太陽能電池通常是以無機半導體為原料的硅晶太陽能電池，但硅晶太陽能電池由于生產過程工藝復雜、污染嚴重、耗能大、成本高，抑制了其商業化應用的發展。有機太陽能電池是一種新型的太陽能電池，其所采用的半導體材料相對于無機硅晶太陽能電池所采用的半導體材料來講，克服了生產過程工藝復雜、價格昂貴、有毒污染嚴重等缺陷，有機半導體材料一方面由于有機材料的環境穩定性好、制備成本低、功能易于調制、柔韌性及成膜性都較好；另一方面由于有機太陽能電池加工過程相對簡單、可低溫操作、器件制作成本較低等優點而備受關注，成為廉價和有吸引力的太陽能電池材料，能廣泛應用在建筑、照明和發電等多種領域，具有重要的發展和應用前景。然而，到目前為止，有機太陽能電池的光電轉換效率遠遠低于無機太陽能電池，阻礙了有機太陽能電池的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中有機太陽能電池光電轉換效率較低的缺陷，提供一種具有良好的光熱穩定性和成膜性、光電轉換效率高的含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料。

本發明進一步要解決的技術問題在于，提供一種合成路線簡單、工藝要求低的含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料的制備方法。

本發明還要解決的技術問題在于，含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料在有機太陽能電池器件制造、有機場效應晶體管制造、有機電致發光器件制造、有機光存儲器件制造、有機非線性材料制造和有機激光器件制造中的應用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料，為以下通式的物質：

其中，n為1～200的自然數；m為1～20的自然數；x、y為正實數，且x+y＝1；R₁、R₂選自H、F、C₁～C₄₀的烷基、芳基或雜芳基；R₃、R₄選自氫、F、C₁～C₂₀的烷基、C₁～C₂₀的烷氧基、C₆～C₂₀的芳基、C₆-C₂₀的芳烷基、C₆-C₂₀的芳基烷氧基。

n為10～45的自然數；m為1～10的自然數。

R₁、R₂選自H、F、C₁～C₂₀的烷基；R₃、R₄選自氫、F、C₁～C₆的烷基。

含芴、蒽和噻吩并噻吩單元的有機半導體材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在無水無氧以及-70℃～-85℃的條件下，將2，7-二溴-9，9-二烷基芴和正丁基鋰加入溶劑中，再加入2-異丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二雜氧戊硼烷或雙頻哪醇合二硼，反應12～48小時，得到產物2，7-雙(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二雜氧戊硼烷基)-9，9-二烷基芴；所述2，7-二溴-9，9-二烷基芴為m為1～20的自然數；