[發明專利]一類n型有機半導體材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011123013.X
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112375212A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 應磊;彭灃;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;C07D513/00;H01L51/30;H01L51/46;H01L51/54
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 饒周全

1.一類鹵代n型有機聚合物半導體材料，其特征在于，化學結構式滿足以下通式：

式中，Ar₁為具有大共軛平面的供電子單元，Ar₂為含鹵素原子的吸電子單元，Ar₁和Ar₂組成A-D-A型共軛單元，表示為Ar₃為橋連共聚芳香性單元；

式中，x,y為單體組分的摩爾分數，滿足:0x≤1，x+y＝1；n為重復單元數，n＝10～300。

2.根據權利要求1所述的一類鹵代n型有機聚合物半導體材料，其特征在于，所述的Ar₁為如下化學結構式中的任意一種或一種以上：

式中，X，Y，Z分別獨立地為O、S、Se、Te、NR₄、C(R₄)₂中的一種，R₄為碳原子數1～30的直鏈或者支鏈烷基或烷氧基、碳原子數3～30的環烷基、碳原子數6～60的芳香族烴基；

式中，R₁、R₂、R₃分別獨立地為H、D、F、Cl、CN、碳原子數1～30的直鏈或者支鏈烷基或烷氧基、碳原子數3～30的環烷基和碳原子數6～60的芳香族烴基中的一種。

3.根據權利要求1所述的一類鹵代n型有機聚合物半導體材料，其特征在于，所述的Ar₂為如下化學結構式中的任意一種或一種以上：

式中，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆分別獨立地為H、D、F、Cl、CN和碳原子數1～4的烷基中的一種；

并且，各Ar₂單元中，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆中至少有一個為F或者Cl鹵素原子。

4.根據權利要求1所述的一類鹵代n型有機聚合物半導體材料，其特征在于，所述的Ar₃為如下化學結構式中的任意一種或一種以上：

式中，R₅、R₆分別獨立地為碳原子數1～30的直鏈或者支鏈烷基或烷氧基、碳原子數3～30的環烷基或碳原子數6～60的芳香族烴基。

5.權利要求1-4任一項所述的一類鹵代n型有機聚合物半導體材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)首先合成溴代或者碘代的Ar₂吸電子單元，表示為Br-Ar₂或I-Ar₂，Ar₂單元還含有至少一個F或者Cl原子；

(2)溴代或者碘代的Ar₂吸電子單元Br-Ar₂或I-Ar₂與二醛核單元通過Knoevenagel縮合反應，生成雙溴代或者碘代的A-D-A型聚合單體，表示為

(3)雙溴代或者碘代的A-D-A型聚合單體或通過自縮聚或者與Ar₃單體共聚得到所述的一類鹵代n型有機聚合物半導體材料。

6.權利要求1～4任一項所述的一類鹵代n型有機聚合物半導體材料在制備有機/聚合物電子器件中的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于：有機/聚合物電子器件包括有機/聚合物光電探測器、有機/聚合物太陽電池、有機/聚合物薄膜晶體管、有機/聚合物發光晶體管、有機/聚合物光電晶體管、有機/聚合物有機發光電化學電池中的至少一種。