[發明專利]共軛聚合物及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 201310206514.8
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104211912A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 周明杰;管榕;李滿園
• 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;H01L51/46;H01L51/54;H01L51/30
• 代理公司: 深圳市隆天聯鼎知識產權代理有限公司 44232
• 代理人: 劉抗美;劉耿

技術領域

本發明涉及發光材料領域，尤其涉及一種共軛聚合物。本發明還涉及該共軛聚合物的制備方法與應用。

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，使其作為一種具有潛力的可再生能源受到人們的廣泛關注。在過去的十年里，有機太陽能電池的性能有了穩步提高，能量轉換效率已接近10%。盡管有機太陽能電池的能量轉換效率得到了大幅提高，但到目前為止，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，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。

由于近年來在共軛聚合物的設計和器件制造工藝上的進步，聚合物太陽能電池的效率已取得很大提高。聚合物太陽能電池未來面臨的挑戰之一就是合成新型的P-型共軛聚合物，它需要具備以下特點：（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將是研究的重點。在半導體聚合物骨架中選擇合適的單體，有利于將聚合物的光吸收范圍拓寬到紅外、近紅外光區。其中的策略之一是在聚合物骨架中引入富電子的給體單元和缺電子的受體單元。通過給受體中這種“推-拉電子”的相互作用，降低共軛聚合物的能隙，使其吸收帶向紅外及近紅外低能波段移動。

噻吩并[3,2-b]噻吩與噻吩相比，具有更高的載流子遷移率。這是噻吩并[3,2-b]噻吩拓展了聚合物的共平面性，使得整個分子骨架具有更加離域的HOMO，從而提高了分子間的電荷載流子的跳躍。同時噻吩并[3,2-b]噻吩作為給體單元，在有機聚合物太陽能電池方面已得到廣泛研究。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的問題和不足，提供一種共軛聚合物，以及該共軛聚合物的制備方法以及應用。

本發明針對上述技術問題而提出的技術方案為：

一種具有下述通式(P)的共軛聚合物：

其中R₁為C₆～C₁₅烷基，R₂、R₃分別為H或C₁～C₁₆烷基，n為5～60之間的自然數。

本發明還包括對上述共軛聚合物的制備方法，該方法包括以下步驟：

a)提供如下化合物A和B；

化合物A為

化合物B為

b)在惰性氣體氛圍下，將所述化合物A與所述化合物B以摩爾比1.1～1.5:1加入到有機溶劑中，溶解后加入催化劑，再于60～120℃下進行Stille耦合反應24～72小時，分離提純，得到共軛聚合物(P)；

其中，R為H或C₁～C₁₂烷基，n為5～60之間的自然數。

反應式如下：

所述催化劑可以為四(三苯基膦)鈀或雙(三苯基膦)二氯化鈀；或者

所述催化劑還可以為有機鈀與有機膦配體的混合物，所述有機鈀與有機膦配體的摩爾比為1:2～20，所述有機鈀為三(二亞芐基丙酮)二鈀，所述有機膦配體為三(鄰甲基苯基)膦。

所述催化劑與所述化合物A的摩爾比為0.0001～0.05:1。

所述惰性氣體氛圍中的惰性氣體為氮氣、氬氣中的一種或兩種。所述有機溶劑為四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或甲苯中的一種。

所述分離提純步驟如下：將所述Stille耦合反應得到的反應液通過減壓蒸除過量的溶劑，再滴加到甲醇中進行沉降，抽濾后用甲醇洗滌，干燥后依次通過氧化鋁的柱層析和氯仿的淋洗，再蒸除去有機溶劑，經甲醇沉降后抽濾，將所得的固體用丙酮進行索氏提取，再經甲醇沉降后抽濾，得到所述共軛聚合物。

化合物A采用如下步驟制得：