[發明專利]一種D-A型氟硼二吡咯共軛聚合物的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910368004.8
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110041509B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 賴越平;何安旺;秦元成;鄧文杰;黃菲;高李健;劉奇;秦文;黃錦程;馮林喜
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/46
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明提供了一種D?A型氟硼二吡咯共軛聚合物的制備方法，聚合物由式或式所示結構的化合物與給電子單體、催化劑在有機溶劑體系中，惰性氣體保護下，先進行避光反應，最后采用柱層析提純，制備得到目標產物。所述式或式所示結構的化合物與給電子單體的摩爾比為1:1?2，反應溫度為90~130℃，時間為24~72h；所述給電子單體為5,5’?雙三甲基錫?2,2’?聯噻吩，催化劑為氧化銅、三（2?甲苯基）膦或三（二亞芐基丙酮）二鈀中的任意一種或任意幾種的混合，所述的有機溶劑為二氯甲烷。本發明提供的方法制備的聚合物在可見光范圍內具有較好的吸收、合適的能級，適合做有機太陽電池中的給體材料。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種D-A型氟硼二吡咯共軛聚合物的制備方法及應用。

背景技術

迄今為止，能源就一直是人類發展進步中不可缺少的動力，對能源的開發與利用也是長久不變的話題，太陽能作為清潔能源因其取之不盡、用之不竭等優點而備受人們的青睞。在人類利用太陽能的各項技術中，太陽能電池，即利用“光生伏特效應”將光能直接轉換成電能的器件，是當前已獲得廣泛應用，同時也是最具發展前景的技術之一。

長期以來，人們更多地以晶硅等無機材料為基礎制備太陽能電池，但是這種電池生產存在工藝復雜、成本高、能耗大、污染重等弊端限制了其普及。與此同時近年來有機太陽能電池因其制備工藝簡單、易于實現大面積制造而且成本較低等優點，有望在不久的將來替代無機太陽能電池。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的無機太陽能電池存在工藝較復雜、制造成本較高、能耗較大并且容易造成環境污染。解決上述技術問題的難度：目前制約有機太陽能電池發展的瓶頸在于光電轉化效率偏低，同時載流子遷移率低、結構無序、耐久性差、壽命短等問題也影響著有機太陽能電池的推廣。目前有機太陽能電池的研究方向主要在于創新材料、優化結構以及完善理論等方面，主要通過探索新型有機功能材料、優化有機光伏器件的結構的方式來提高光電轉化效率，降低器件制作成本，增長電池使用壽命。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明第一方面提供了一種D-A型氟硼二吡咯共軛聚合物的制備方法，所述D-A型氟硼二吡咯共軛聚合物由式I所示結構的化合物或式II所示結構的化合物與給電子單體、催化劑在有機溶劑體系中，惰性氣體保護下，先進行避光反應，最后采用柱層析提純，制備得到目標產物式Ⅲ所示結構的化合物或式Ⅳ所示結構的化合物，其中式I、式II、式Ⅲ或式Ⅳ的結構式為：

式I：

式II：

式Ⅲ：

式Ⅳ：

其中，所述式I所示結構的化合物或式II所示結構的化合物與所述給電子單體的摩爾比為1:1-2。

優選地，所述式I所示結構的化合物或式II所示結構的化合物與所述給電子單體的摩爾比為1:1.1，1:1.2，1:1.3，1:1.4，1:1.5，1:1.6，1:1.7，1:1.8，1:1.9。

其中，所述反應的溫度為90～130℃，時間為24～72h。

優選地，

所述反應的溫度為95℃，100℃，105℃，110℃，115℃，120℃，125℃；

所述反應的時間為30h，35h，40h，45h，50h，55h，60h，65h，70h。

其中，所述給電子單體為5,5’-雙三甲基錫-2,2’-聯噻吩。

其中，所述催化劑為氧化銅、三(2-甲苯基)膦或三(二亞芐基丙酮)二鈀中的任意一種或任意幾種的組合。