[發(fā)明專利]含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010241867.8
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN102344548A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周明杰;黃杰;劉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09K11/06;H01L51/46;H01L51/54;H01L51/30
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種共聚物，更具體的涉及一種含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物。

本發(fā)明還涉及一種含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)主要是建立在以化石能源，如煤炭、石油和天然氣等基礎(chǔ)之上的經(jīng)濟(jì)。然而，這些不可再生的化石能源都在不斷的枯竭。進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球性的能源問題以及隨之而來的環(huán)境污染和氣候變暖等問題日益凸現(xiàn)和逐漸加劇。由于太陽能具有分布普遍和廣闊，資源數(shù)量多，無污染，清潔，安全以及獲取方便等突出優(yōu)點，被認(rèn)為是最有希望的可再生能源之一。太陽能電池直接把太陽光能轉(zhuǎn)化成電能，是利用太陽能切實可行的有效方法。然而，目前商品化的太陽能電池還局限于硅基等無機(jī)太陽能電池，但它們的價格過于昂貴，超出了目前人們普遍可以接受的程度，這大大限制了它們的使用范圍。為了降低電池成本，拓展應(yīng)用范圍，長期以來，人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。

有機(jī)太陽能電池是一種新型的太陽能電池，相對于無機(jī)半導(dǎo)體材料來源有限，價格昂貴，有毒，制備工藝復(fù)雜，成本太高等而言，它具有無機(jī)太陽能電池?zé)o法比擬的一些優(yōu)點，如材料來源廣泛，結(jié)構(gòu)多樣性和可調(diào)控性，成本低廉，安全環(huán)保，制作工藝簡單，產(chǎn)品重量輕，可大面積柔性制備等等，可以廣泛應(yīng)用在建筑、照明和發(fā)電等多種領(lǐng)域，具有重要的發(fā)展和應(yīng)用前景。因此，國內(nèi)外眾多的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)等都給予了相當(dāng)?shù)年P(guān)注和投入。然而，到目前為止，有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率比無機(jī)太陽能電池還是要低很多。因此，開發(fā)新型的有機(jī)半導(dǎo)體材料對于提高有機(jī)太陽能電池的效率具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物，用以解決上述問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物的制備方法。

本發(fā)明的目的還在于提供一種含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物應(yīng)用于制備聚合物太陽能電池，有機(jī)場效應(yīng)晶體管，有機(jī)電致發(fā)光器件，有機(jī)光存儲，有機(jī)非線性材料和有機(jī)激光材料等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明所述的一種含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物，具有以下結(jié)構(gòu)式(I)：

式中：R₁、R₂、R₃為C₁-C₂₀的烷基；n的取值范圍為1-100之間的整數(shù)，優(yōu)選n的取值范圍為20-80之間的整數(shù)。

本發(fā)明還涉及了一種制備上述含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物的制備方案，其包括如下步驟：

步驟S1：提供結(jié)構(gòu)式為B₁的2，7-雙(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-雜氧戊硼烷基)-9，9-二烷基芴和結(jié)構(gòu)式為B₂的5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮的二溴產(chǎn)物；

式中：R₁、R₂、R₃為C₁-C₂₀的烷基；

步驟S2：無氧環(huán)境中，在催化劑、堿溶液和第一有機(jī)溶劑存在下，將結(jié)構(gòu)式為B₁的2，7-雙(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二雜氧戊硼烷基)-9，9-二烷基芴和結(jié)構(gòu)式為B₂的5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮的二溴產(chǎn)物置于65℃～120℃下進(jìn)行Suzuki反應(yīng)24～72小時，得到結(jié)構(gòu)式(I)的含芴和噻吩吡咯二酮單元的共聚物溶液；其中，所述結(jié)構(gòu)式為B₁和結(jié)構(gòu)式為B₂的化合物的摩爾比1∶0.9-1.1；所述Suzuki反應(yīng)式如下：

式中：n的取值范圍為1-100之間的整數(shù)；

將所述結(jié)構(gòu)式(I)的共聚物溶液滴加到甲醇中，進(jìn)行沉降處理，然后抽濾，甲醇洗滌，干燥，得含雜共聚物膠體；隨后用甲苯溶解，得共聚物的甲苯溶液；將該甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸鈉的水溶液中，80-100℃加熱攪拌混合液，將混合液通過氧化鋁的柱層析，分離出共聚物，然后氯苯淋洗，隨后減壓除去有機(jī)溶劑，最后用丙酮索氏提取共聚物，得到所述結(jié)構(gòu)式(I)的共聚物固體。

其中，步驟S1中，所述結(jié)構(gòu)式為B₁的2，7-雙(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二雜氧戊硼烷基)-9，9-二烷基芴的制備方法如下：