[發明專利]含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210535017.8
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103865038A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 周明杰;管榕;李滿園;黃佳樂;黎乃元
• 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;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C07D519/00;H01L51/54;H01L51/46;H01L51/30
• 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

本發明涉及有機半導體材料技術領域，特別是涉及一種含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

有機太陽能電池由于具有無機太陽能電池無法比擬的一些優點，如成本低廉、制作工藝簡單、產品重量輕、可大面積柔性制備等優點而作為一種具有潛力的可再生能源受到人們的廣泛關注。

人們一直致力于解決有機太陽能電池光電轉換效率低的問題，雖然有機太陽能電池的性能有了穩步提高，其能量轉換效率已接近10％，但是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，要想實現有機太陽能電池的商業化，開發新型的有機半導體材料對于提高有機太陽能電池的效率具有重要意義。

有機半導體材料的種類繁多，其中，共軛聚合物類有機半導體材料因在設計和器件制造工藝上的進步，使得聚合物太陽能電池的光電轉換效率已經取得較大提高。聚合物太陽能電池未來面臨的挑戰之一就是合成新型的共軛聚合物材料，而共軛聚合物材料需要具備以下特點：（a）良好的溶解性，有利于溶劑加工，實現工業化生產；(b)對整個太陽光光譜有寬而強的吸收；(c)高的載流子遷移率，有利于載流子傳輸。其中，如何拓寬共軛聚合物材料的光吸收范圍，使其光吸收范圍最大程度地覆蓋整個太陽光光譜對提高有機太陽能電池的光電轉換效率至關重要。

發明內容

基于此，有必要提供一種光吸收范圍寬的含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法。

一種含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物，具有如下結構式：

其中，n為1~60的自然數；R₁和R₂為H、C₁~C₁₀的烷基、C₁~C₁₀的烷氧基；R₃和R₄為H、C₁~C₁₆的烷基；R₅和R₆為C₁~C₁₆的烷基。

一種含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物的制備方法，包括如下步驟：

提供化合物A和化合物B，化合物A的結構式為：

R₁和R₂為H、C₁~C₁₀的烷基、C₁~C₁₀的烷氧基，

化合物B的結構式為：

R₃和R₄為H、C₁~C₁₆的烷基，R₅和R₆為C₁~C₁₆的烷基；

在保護氣體氛圍下，將化合物A和化合物B按照摩爾比為1∶1~1∶1.5的比例在催化劑和溶劑中進行回流反應24~72h，分離純化后得到具有如下結構式的所述含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物：

n為1~60的自然數。

上述制備方法工藝簡單、反應易于控制、適于工業化生產，制備得到的含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物可以應用于有機太陽能電池、有機電致發光、有機場效應晶體管、有機光存儲、有機非線性材料及有機激光等領域中。

附圖說明

圖1為實施例8有機太陽能電池器件的結構示意圖；

圖2為實施例9有機電致發光器件的結構示意圖；

圖3為實施例10有機場效應晶體管的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物及其制備方法和應用進行進一步的說明。

一實施方式的含吡咯并吡咯二酮-二苯并噻吩苯并二噻吩的共軛聚合物，結構式如下：