[發明專利]一種自由基聚合物及其應用

有效

• 申請號: 202110357765.0
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113087876B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 夏養君;郭鵬智;雷莉;石芙蓉
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C08L65/00;C08J5/18;H10K85/10;H10K30/50;H10K50/10;H10K30/60;H10K10/46
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 趙徐平

本發明公開了一種自由基聚合物，結構式為式Ⅰ：或，式Ⅱ：本發明自由基聚合物可作為添加劑或光電活性成分，對有機/聚合物光電子器件中激子拆分、電荷轉移態三線態濃度、載流子復合等行為進行調控。

技術領域

發明涉及有機/聚合物光電子器件技術領域，更具體的說是涉及一種自由基聚合物及其應用。

背景技術

在清潔、綠色的太陽能利用技術中，因具有成本低廉、質量輕、制作工藝簡單、可制備大面積柔性器件等突出優點，聚合物太陽能電池(OPVs)有著廣闊的發展前景，已成為當今新材料與新能源領域最具活力的研究方向(Li?G.,Zhu?R.andYangY.Polymer?SolarCells[J],Nat.Photon.,2012,6,153–161；Li?Y.Molecular?Design?of?PhotovoltaicMaterials?for?Polymer?Solar?Cells:Towards?Suitable?Electronic?Energy?Levelsand?Broad?Absorption[J],Acc.Chem.Res.,2012,45,723–733；Lu?L.,Zheng?T.,Wu?Q.,SchneiderA.M.,Zhao?D?and?Yu?L.Recent?advances?in?bulk?heterojunction?polymersolar?cells[J],Chem.Rev.,2015,115,12666-12731).借助于新材料開發和器件制備工藝優化以及器件結構創新，單節本體異質結型聚合物太陽能電池的能量轉化效率(PCE)已突破17.4％–18.2％(Ma?Q.,Jia?Z.,Meng?L.,Zhang?J.,Zhang?H.,Huang?W.,Yuan?J.,GaoF.,Wan?Y.,Zhang?Z.,Li?Y.Promoting?charge?separation?resulting?in?ternaryorganic?solar?cells?efficiency?over?17.5％[J],Nano?Energy,2020,78,105272(1–8)；Liu?Q.,Jiang?Y.,Jin?K.,Qin?J.,Xu?J.,Li?W.,Xiong?J.,Liu?J.,Xiao?Z.,Sun?K.,Yang?S.,Zhang?X.,Ding?L.18％Efficiency?organic?solar?cells[J],Sci.Bull.2020,65,272–275)，預示著有機/聚合物光電子器件正在快速逼近產業化門檻。然而，當前通過調節有機/聚合物半導體材料吸收光譜、能級、電荷遷移以及聚集行為，以及器件結構優化和制備工藝創新來實現OPVs性能的提升，已日益接近理論預期，尋找和建立新的提升有機/聚合物太陽能電池器件光伏性能的方法，對進一步提升光電子器件性能是非常必要的。

作為當前研究最多且最具發展前景的有機/聚合物光電子器件結構，互穿網絡體異質結有機/聚合物太陽能電池(BHJ-OPVs)中納米范圍的相結構以及較高的電荷濃度，與有機/聚合物發光器件一樣，將導致器件中電子和空穴高效率的復合，進而產生單線態-三線態的電荷轉移態激子(¹CTs,³CTs)。當³CTs的能級高于BHJ-OPVs光學活性層中的共軛電子給體聚合物或有機小分子電子給體材料三線態(T₁)能級時，BHJ-OPVs器件中的³CTs可以通過電子給體材料的T₁態，以非輻射的方式從激發態退到基態，這是有機/聚合物太陽能電池能量損失的一個主要通道(RaoA.,Chow?P.C.Y.,Gélinas?S.,Schlenker?C.W.,Li?C.-Z.,Yip?H.-L.,Jen?A.K.-Y.,Ginger?D.S.,and?Friend?R.H.The?role?of?spin?in?thekinetic?control?ofrecombination?in?organic?photovoltaics[J],Nature,2013,500,435-440)。