[發明專利]一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010058582.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111244290B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 蔡婉珠;羅旭豪;侯林濤;馬麗娥;蔣豫蓬
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H10K71/12
• 分類號: H10K71/12;H10K71/40;H10K30/30;H10K30/60
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

1.一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)配制P型高分子和N型高分子的混合溶液，所述混合溶液中P型高分子和N型高分子的總濃度為0.01～50mg/ml，P型高分子和N型高分子的質量比為1：100～100：1；

(2)將步驟(1)的混合溶液均勻注入到正交溶劑液面，混合溶液在正交溶劑液面形成薄膜；

(3)將薄膜從正交溶劑液面轉移到基底上，進行退火處理，干燥，得到具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜；

其中步驟(1)混合溶液中的溶劑與步驟(2)的正交溶劑不互溶；

步驟(1)所述P型高分子和N型高分子之間存在電荷轉移效應；所述P型高分子的HOMO范圍為-4.0eV～-6.0eV，LUMO范圍為-2.0eV～-5.0eV；所述N型高分子的HOMO范圍為-5.0eV～7.0eV，LUMO范圍為-2.0eV～-5.0eV；

步驟(1)所述P型高分子為含苯并噻二唑、噻吩、噻吩衍生物、喹喔啉和喹喔啉衍生物中的至少一種結構單元的高分子；所述N型高分子為含噻吩、1,4,5,8-萘二酰亞胺、苝二酰亞胺、吡咯并[3,4-C]-吡咯-1,4-二酮和異靛藍及其衍生物中的至少一種結構單元的高分子；

所述苯并噻二唑，噻吩、喹喔啉、1,4,5,8-萘二酰亞胺、苝二酰亞胺、吡咯并[3,4-C]-吡咯-1,4-二酮和異靛藍及其衍生物的結構如下所示：

R為氫原子、C1～C32的飽和烷基鏈、C2-C32的不飽和烯烴基或C2-C32的不飽和炔烴基；或者為具有以下結構的基團：C2～C32的飽和烷基鏈、C3-C32的不飽和烯烴基或C3-C32的不飽和炔烴基中的一個或多個碳原子被氧原子、芳基、氨基、羥基、羰基、脂基、氰基或者硝基取代，C1～C32的飽和烷基鏈、C2-C32的不飽和烯烴基或C2-C32的不飽和炔烴基中的一個或多個氫原子被鹵素原子、芳基、氨基、羥基、羰基、脂基、氰基或者硝基取代；其中烷基鏈、烯烴基和炔烴基可為直鏈、支鏈或者環狀鏈；

所述P型高分子和N型高分子的數均分子量均為1～1000K?Da。

2.根據權利要求1所述一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述注入的進液速度為0.1～100mL/h；步驟(3)所述退火處理的溫度為40～100℃，時間為1～100min。

3.根據權利要求1所述一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜的制備方法，步驟(1)所述混合溶液中的溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯和二氯苯中的至少一種；步驟(2)所述正交溶劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、甘油、乙二醇、戊二醇、己二醇、丙酮、乙腈、乙酸、正丁醇、乙醚、油醚、乙二醇苯醚和二硫化碳中的至少一種。

4.根據權利要求1所述一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述注入方法為槽模打印頭注入法和導流方法中的一種；步驟(3)所述將薄膜從正交溶劑液面轉移到基底上的方法為Langmuir-Blodgett取膜方法。

5.根據權利要求4所述一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜的制備方法，其特征在于，所述槽模打印頭為一字開口的槽模打印頭，其開口為方形，截面尺寸面積為1mm²～100mm²；所述導流方法為刮刀法和滴液法；步驟(3)所述干燥的方法為低壓抽氣、加熱和溶劑清洗方法中的至少一種。

6.根據權利要求1～5任一項所述方法制得的一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜。

7.根據權利要求6所述一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜在偏振光光電探測器中的應用。

8.一種偏振光光電探測器，其特征在于，其活性層為權利要求6所述一種具光學各向異性的共軛高分子體異質結薄膜。