[發明專利]含噻吩吡咯二酮單元的共聚物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010257978.8
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN102372842A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 周明杰;黃杰;劉輝
• 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;C09K11/06;H01L51/46;H01L51/30;H01L51/54;H01S5/36
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及一種共聚物，更具體的涉及一種用于有機半導體材料的含噻吩吡咯二酮單元的共聚物。

本發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用。

背景技術

當今世界經濟主要是建立在以化石能源，如煤炭、石油和天然氣等基礎之上的經濟。然而，這些不可再生的化石能源都在不斷的枯竭。進入21世紀以來，全球性的能源問題以及隨之而來的環境污染和氣候變暖等問題日益凸現和逐漸加劇。由于太陽能具有分布普遍和廣闊，資源數量多，無污染，清潔，安全以及獲取方便等突出優點，被認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。

有機太陽能電池是一種新型的太陽能電池，相對于無機聚合物來源有限，價格昂貴，有毒，制備工藝復雜，成本太高等而言，它具有無機太陽能電池無法比擬的一些優點，如材料來源廣泛，結構多樣性和可調控性，成本低廉，安全環保，制作工藝簡單，產品重量輕，可大面積柔性制備等等，可以廣泛應用在建筑、照明和發電等多種領域，具有重要的發展和應用前景。因此，國內外眾多的研究機構和企業等都給予了相當的關注和投入。然而，到目前為止，有機太陽能電池的光電轉換效率比無機太陽能電池還是要低很多。因此，開發新型的有機聚合物對于提高有機太陽能電池的效率具有重要意義。

發明內容

本發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。

本發明的目的還在于提供一種含噻吩吡咯二酮單元的共聚物在聚合物太陽能電池，有機場效應晶體管，有機電致發光器件，有機光存儲，有機非線性材料和有機激光器件等領域中的應用。

本發明所述的一種含噻吩吡咯二酮單元的共聚物，具有以下通式(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，優選n的取值范圍為大于等于20小于等于80的整數。

本發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：無氧環境中，將噻吩并噻吩類化合物和正丁基鋰(n-BuLi)在-100℃～-25℃下以摩爾比1∶2～4加入至第一溶劑中，然后加入三甲基氯化錫(用量為噻吩并噻吩類化合物摩爾量的2～4倍)，繼續反應24～48小時，得到產物，即3，6-二烷基噻吩并[3，2-b]噻吩-2，5-二基)雙(三甲基錫)；其中，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的至少一種，R₁、R₂為C₁-C₂₀的烷基；其反應式如下：

步驟S2：將5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮和1，3-二溴-5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮(NBS，下同)在10℃～30℃下以摩爾比1∶2～4加入至第二溶劑中，反應12～48小時，得到產物，即1，3-二溴-5-烷基噻吩[3，4-c]-吡咯-4，6-二酮；其中，第二溶劑為硫酸與三氟乙酸的混合溶劑，R₃為C₁-C₂₀的烷基；其反應式如下：