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

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010248786.0
• 申請日: 2010-08-09
• 公開（公告）號: CN102372839A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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;H01L51/30;H01L51/54;H01S5/36
• 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噻吩吡咯二酮單元的共聚物。

本發(fā)明還涉及一種含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(diǎn)，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(shí)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(jià)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)聚合物來源有限，價(jià)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(diǎn)，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)聚合物對于提高有機(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的取值范圍為大于1小于等于100的整數(shù)；m為大于等于1小于等于5的整數(shù)，優(yōu)選n的取值范圍為大于等于20小于等于80的整數(shù)。

本發(fā)明還涉及了一種制備上述含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：將噻吩類材料和正丁基鋰在-100℃～-25℃下，以摩爾比1∶2～4加入至第一溶劑中反應(yīng)，然后加入三甲基氯化錫，繼續(xù)反應(yīng)24～48小時(shí)，得到噻吩類材料的雙錫化物；

所述反應(yīng)式如下：

式中，m為大于等于1小于等于5的整數(shù)；R₁、R₂為C₁-C₂₀的烷基；

步驟S2、無氧環(huán)境中，催化劑和第二溶劑存在下，將1，3-二溴-5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮與所述噻吩類材料的雙錫化物以摩爾比1∶a，于65℃～120℃溫度下進(jìn)行Stille反應(yīng)24～72小時(shí)，得到結(jié)構(gòu)式為的所述含噻吩吡咯二酮單元的共聚物；其中，a的取值范圍為大于等于0.95小于等于1.05；R₃為C₁-C₂₀的烷基；n的取值范圍為大于1小于等于100的整數(shù)；

所述Stille反應(yīng)式如下：

其中，步驟S1中，所述第一溶劑為四氫呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯中至少一種；所述三甲基氯化錫的用量為噻吩類材料摩爾量的2～4倍。

其中，步驟S2中，還包括所述1，3-二溴-5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮的制備步驟：

在無氧環(huán)境中，將5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮和N-溴代丁二酰亞胺在0℃～30℃下，以摩爾比1∶2～4加入至第三溶劑中，反應(yīng)12～48小時(shí)，得到所述1，3-二溴-5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮；其中，所述第三溶劑為硫酸與三氟乙酸的混合溶劑。

所述溴化反應(yīng)式如下：