[發明專利]可綠色溶劑加工的共軛聚合物材料及其制備方法有效
| 申請號: | 202111381000.7 | 申請日: | 2021-11-20 |
| 公開(公告)號: | CN113980250B | 公開(公告)日: | 2023-06-16 |
| 發明(設計)人: | 陳崢;齊詩英;李詩意;賈松瑞;邢真;王琦琳 | 申請(專利權)人: | 吉林大學 |
| 主分類號: | C08G61/12 | 分類號: | C08G61/12;H10K30/20;H10K30/50;H10K85/10 |
| 代理公司: | 長春吉大專利代理有限責任公司 22201 | 代理人: | 朱世林;張巖 |
| 地址: | 130012 吉林省長春市*** | 國省代碼: | 吉林;22 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 綠色 溶劑 加工 共軛 聚合物 材料 及其 制備 方法 | ||
本發明屬于有機光電材料領域,近年來,隨著給體(D)?受體(A)型共軛聚合物的廣泛應用逐漸引起人們的關注,本發明針對于可綠色溶劑加工的共軛聚合物材料的匱乏,通過側鏈修飾來調控材料在極性溶劑中的溶解性能,為未來綠色工業化生產太陽能電池器件和電致變色器件提供了必要條件。在太陽能電池領域該類材料能與眾多受體材料匹配,可通過綠色溶劑加工制備單層或疊層器件;在電致變色領域該種材料具有較高的對比度,可制備成水凝膠電解質的電致變色器件,可與水電解質兼容制備環保型電致變色器件,減少了有機電解質對環境的影響。此類材料具有光生伏打和電致變色雙重功能,在未來可制備成集“發電?電存儲?智能窗”于一體的器件。
技術領域
本發明屬于有機光電材料技術領域,具體涉及一種具有可綠色溶劑加工的共軛聚合物材料,及其制備方法。
背景技術
給體(D)-受體(A)型共軛聚合物具有獨特的光學和電化學性質,其在太陽能電池、電致變色材料領域均具有潛在應用。近年來,盡管聚合物太陽能電池(PSCs)在光電轉換效率方面取得了重大突破,光電轉換效率超過19%,但聚合物太陽能電池在加工的過程中普遍使用氯仿和氯苯等有毒有害溶劑,會造成對人類和環境的破壞。
基于此,開發綠色溶劑加工的聚合物太陽能電池是未來實現商業化綠色生產所急需解決的重要問題。與此同時,電致變色領域也存在著同樣的問題,雖然共軛聚合物具有高對比度、高著色效率,較高的循環穩定性等優點,但是稠環結構在溶解性方面又具有較大的挑戰,也限制了其商業化綠色生產。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術的不足,提供一種具有可綠色溶劑加工的雙功能共軛聚合物材料,還提供一種具有可綠色溶劑加工的雙功能共軛聚合物材料的制備方法和應用,以解決合成在綠色溶劑中具有優異溶解性,并具有光生伏打和電致變色雙重功能的共軛聚合物的問題,可制備成集“發電-電存儲-智能窗”于一體的電子器件。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種可綠色溶劑加工的共軛聚合物材料,所述共軛聚合物具有式(Ⅰ)結構的重復單元:
其中,D為式(D1)、式(D2)或式(D3)結構中的一種:
Q的結構式如下:
式中,m為2-10的整數;
X為S或Se;E為F或Cl。
進一步地,所述式(Ⅰ)結構的重復單元具體為:
進一步地,所述共軛聚合物的數均分子量為20-300Kda,分散指數為1.2~4。
進一步地,所述綠色溶劑為甲苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二甲苯、苯甲酸乙酯、苯甲醚、1,2,4-三甲基苯、二苯醚、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲醇、乙醇、檸檬烯、2-甲基四氫呋喃、環戊基甲醚中的一種或兩種混合溶劑。
上述可綠色溶劑加工的共軛聚合物材料的制備方法,包括以下步驟:
在催化劑和配體的相互作用下,將式(Ⅱ-1)、式(Ⅱ-2)、式(Ⅱ-3)和式(Ⅲ)結構單體進行Stille偶聯反應,聚合得到包括式(Ⅰ)結構重復單元的含有寡聚乙二醇側鏈結構的共軛聚合物,所述反應溫度為110℃-250℃,反應時間為10-48小時;
Q的結構式如下:
式中,m為2-10的整數;
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