[發明專利]一種含三唑并異吲哚?5,7（2H，6H）?二酮單元的三元共聚物及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201710209578.1
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106977704A
• 公開（公告）日: 2017-07-25
• 發明（設計）人: 應磊;馬小娟;黃飛;曹鏞
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09K11/06;H01L51/00;H01L51/46
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及光電材料領域，特別涉及一種含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物及其制備方法與應用。

背景技術

太陽能是一種綠色可再生資源，有機太陽能電池活性層材料的種類繁多且有機分子的化學結構容易修飾，化合物的制備提純加工簡便，可以制成大面積的柔性薄膜器件，擁有未來成本上的優勢以及資源的廣泛分布性。有機太陽能電池可制備成膜，并且可以制備形成可卷曲折疊的襯底上形成柔性的太陽電池。有機太陽電池具有制造面積大、廉價、簡易、柔性等優點。因而具有巨大的商業開發和應用前景。

但是，目前有機太陽電池效率太低，為了實現高效的光電轉換，從活性層材料的角度上考慮，需要將每個材料的優勢結合在一起，得到更好的活性層材料，從而得到高的轉換效率。要實現這些目標，研制更多的新型給體聚合物就顯得十分重要。

發明內容

本發明目的在于針對目前新型共軛分子材料開發的不足，提供能量轉換效率較高的共聚物，即一種含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物，具體為含1,2,3-三唑并[4,5-f]異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物，更具體為2,6-R,R₁-[1,2,3]三唑并[4,5-f]異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮的三元共聚物。

本發明目的還在于提供制備所述的一種含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物的方法。

本發明另一目的還在于提供所述的一種含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物的應用。

本發明的目的通過如下技術方案實現。

一種含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物，結構通式如下：

式中，R、R₁為氫原子或烷基鏈；Ar1、Ar2為芳香基團；D₁、D₂為電子給體單元；聚合度n為1～10000的自然數；0≤x≤1，0≤y≤1，且x+y＝1。

進一步地，所述烷基鏈為碳原子數1～24的直鏈、支鏈或環狀烷基鏈，或為一個以上碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羥基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基或硝基取代的碳原子數1～24的直鏈、支鏈或環狀烷基鏈，或為一個以上氫原子被鹵素原子或氧原子、烯基、炔基、芳基、羥基、氨基、羰基、羧基、氨基正離子、酯基、氰基或硝基取代的碳原子數1～24的直鏈、支鏈或環狀烷基鏈。

進一步地，Ar1、Ar2為如下結構式中的一種或一種以上的組合：

其中，R₂為氫原子或碳原子數1～30的烷基鏈，或為一個以上碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羥基、氨基、羰基、羧基、硝基、苯基或惡吩基取代的碳原子數1～30的烷基鏈，或為一個以上氫原子被鹵素原子取代的碳原子數1～30的烷基鏈。

更進一步地，R₂為碳原子數1～30的直鏈、支鏈或者環狀烷基鏈。

進一步地，D₁、D₂為如下結構式中的一種或一種以上的組合：

其中，R₃、R₄為氫原子或碳原子數1～30的烷基鏈，或為一個以上碳原子被氧原子、鹵素原子、烯基、炔基、芳基、羥基、氨基、羰基、羧基、硝基、苯基或惡吩基取代的碳原子數1～30的烷基鏈，或為一個以上氫原子被鹵素原子取代的碳原子數的1～30烷基鏈。

更進一步地，R₃、R₄為碳原子數1～30的直鏈、支鏈或者環狀烷基鏈。

制備所述的一種含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物的方法，包括如下步驟：

將電子給體單元D₁、D₂的單體與含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的單體進行still偶聯共聚反應，得到所述含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的三元共聚物。

進一步地，所述電子給體單元D₁、D₂的單體與含三唑并異吲哚-5,7(2H，6H)-二酮單元的單體的摩爾比為10:10:5～9。

進一步地，所述反應的溫度為200℃，時間為45min。