[發明專利]分子主鏈中包含苯并二亞砜吩基團的聚合物或小分子材料、其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710208372.7
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106905514B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 葛子義;劉志洋;彭瑞祥;蔣衛剛;李旺;雷濤;管倩
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C07D519/00;H01L51/46
• 代理公司: 寧波元為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33291
• 代理人: 單英

本發明提供了一種分子主鏈中包含苯并二亞砜吩基團的聚合物或小分子材料，具有強吸電子能力的亞砜基，與其他具有給電子特性的基團連接可以構成給體材料，具有優異的電荷傳輸性能，能夠拓寬材料在可見光區的吸收。該材料制備方法簡單易行，可用于有機太陽能電池的給體材料，以提高電池器件的效率。

技術領域

本發明涉及分子主鏈中包含苯并二亞砜吩基團的聚合物或小分子材料，能夠用于有機太陽能電池技術領域。

背景技術

有機太陽能電池因其質輕、價廉和易柔性大面積制備等優點成為光伏領域的研究熱點，其中光敏活性層材料是吸收太陽光轉換為電能的主體材料，其特性直接決定了電池器件的性能。

但是，目前有機太陽能電池仍然存在吸收光譜窄、載流子遷移率低、效率較低和穩定性較差等問題，需要發展新的高性能給體材料。

發明內容

本發明提供了一種分子主鏈中包含苯并二亞砜吩基團的聚合物或小分子材料，其化學結構式如下化學結構式(1)-(8)中的一種：

以上結構式(1)-(8)中，每個結構式彼此獨立，每個結構式中的n代表聚合度，優選為1至30000中的自然數；

以上結構式(1)-(8)中，每個結構式中的R彼此獨立，分別選自以下基團中的任意一種：

以上結構式(1)-(8)中，每個結構式中的R₁彼此獨立，分別選自以下基團中的任意一種：

本發明還提供了一種制備上述分子主鏈中包含苯并二亞砜基團的聚合物或小分子材料的方法，具體如下：

(1)苯并二亞砜吩基受體單元的合成

如下述合成路線，在化合物A和二氯甲烷中滴加雙氧水和甲酸，室溫攪拌，發生氧化反應，反應結束后去除甲酸，用二氯甲烷萃取出產物，干燥，過硅膠柱，得到苯并二亞砜吩基受體單元B；

作為優選，反應結束后采用飽和的碳酸氫鈉溶液去除甲酸。

作為優選，采用硫酸鎂干燥。

(2)將其他化合物與苯并二亞砜吩基受體單元B在氮氣保護下，加入催化劑發生聚合反應，使苯并二亞砜吩基團連接在分子主鏈中，得到聚合物；或者，將化合物與苯并二亞砜吩基受體單元B在氮氣以及催化劑存在條件下發生偶聯反應，使苯并二亞砜吩基團連接在分子主鏈中，得到小分子材料。

作為優選，所述催化劑為三(二亞芐基丙酮)二鈀，配體為三苯基膦。

本發明提供的聚合物或小分子材料中包含苯并二亞砜基團，具有強吸電子能力的砜基或亞砜基，與其他具有給電子特性的基團連接可以構成給體材料，具有優異的電荷傳輸性能，能夠拓寬材料在可見光區的吸收。而這些性能正是作為有機太陽能電池的給體材料所需要的，因此作為有機太陽能電池的給體材料時具有高的電荷傳輸速率和寬的吸收光譜等優點，具有如下有益效果：