[發明專利]一種全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物、其制備方法及利用其制得的有機太陽能電池

有效

• 申請號: 201811580096.8
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109776765B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 高躍岳;周燕香;譚付瑞;張偉風
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/46;H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;張麗

1.一種全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物，其特征在于，結構式如下：

，其中EH為，n=24~25。

2.權利要求1所述全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將BDF-T，FPD，Pd₂(dba)₃和三(鄰甲苯基)膦（即P(o-tol)₃）置于N₂保護的反應瓶中，快速加入甲苯和DMF，加畢，回流攪拌8~12h；

（2）冷卻至室溫，加入2-三丁基甲錫烷噻吩，升溫至回流繼續反應1~3 h；

（3）冷卻至室溫，加入2-溴噻吩，升溫至回流繼續反應1~3 h；

（4）待混合物冷卻至室溫，經后處理即可得目標聚合物PBDFFPD。

3.根據權利要求2所述全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述BDF-T，FPD，Pd₂(dba)₃，三(鄰甲苯基)膦（即P(o-tol)₃），2-三丁基甲錫烷噻吩和2-溴噻吩的摩爾比為2:2:0.05:0.3:3:10。

4.根據權利要求2所述全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征在于，甲苯和DMF體積比為5:1。

5.根據權利要求2所述全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述后處理是指步驟(4)中冷卻至室溫的混合物加入到甲醇中并攪拌1~3h，而后過濾并收集固體，固體置于索氏提取器中，依次用甲醇，丙酮，乙酸乙酯，正己烷，氯仿各提取3~5h，最后氯仿溶液經減壓旋蒸除去溶劑，所剩粘稠混合物再次加入甲醇中沉析，而后經過離心，過濾，干燥即得目標聚合物PBDFFPD。

6.一種利用權利要求1所述全呋喃骨架給體-受體共軛聚合物制備有機太陽能電池的方法，其特征在于，步驟如下：

（1）對ITO導電玻璃進行清洗；

（2）將ITO導電玻璃用氮氣流吹干，然后置于真空等離子體清洗儀中進行紫外-臭氧等離子氧化處理；

（3）制備PEDOT:PSS空穴傳輸層；

（4）將PBDFFPD與ITIC共混溶于有機溶劑，然后攪拌至少12 h，在PEDOT:PSS 空穴傳輸層上進行旋涂制備光吸收活性層；

（5）通過熱蒸發蒸鍍金屬Ca制備電子傳輸層；

（6）在Ca電子傳輸層通過熱蒸發蒸鍍金屬Al制備光陰極。

7.根據權利要求6所述制備有機太陽能電池的方法，其特征在于，PBDFFPD與ITIC的質量比為1:(0.5~1.5)，有機溶劑為氯苯，且PBDFFPD在氯苯中的濃度為5~15mg/mL。

8.根據權利要求7所述制備有機太陽能電池的方法，其特征在于，PBDFFPD與ITIC共混溶液中添加氯萘，其用量為氯苯溶劑體積的0.5~2.0%。

9.根據權利要求7所述制備有機太陽能電池的方法，其特征在于，在制備好的活性層上使用甲醇潤洗處理。

10.權利要求6至9任一所述的制備方法制備的有機太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層的厚度為40nm，活性層的厚度為125nm，電子傳輸層的厚度為8nm，光陰極的厚度為100nm。