含环戊二烯二噻吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚合物及其制备方法和应用技术

一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物，具有如下结构式：P:其中，R1、R2、R4为H、C1~C16的烷基或C1~C16的烷氧基；R3为C1~C16的烷基、C1~C16的烷氧基或结构式为的噻吩（R’为C1~C16的烷基）；n为1~60的整数。上述含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的能带隙较窄。本发明专利技术还提供一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法、使用该含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的太阳能电池器件、有机电致发光器件及有机场效应晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物，具有如下结构式：P:其中，R1、R2、R4为H、C1~C16的烷基或C1~C16的烷氧基；R3为C1~C16的烷基、C1~C16的烷氧基或结构式为的噻吩（R’为C1~C16的烷基）；n为1~60的整数。上述含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的能带隙较窄。本专利技术还提供一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法、使用该含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的太阳能电池器件、有机电致发光器件及有机场效应晶体管。【专利说明】含环戊二烯二噻吩-苯并二(苯并噻二唑)共聚合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物、其制备方法以及使用该含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的太阳能电池器件及有机电致发光器件。
技术介绍
能源问题是世界各国十分关注的重大问题。太阳能是未来人类最理想的替代能源，将太阳能转换为电能的太阳能电池也是研究的热点。近年来兴起的共轭聚合物薄膜太阳能电池具有成本低、重量轻、制作工艺简单、可制备成柔性器件等突出优点。此外，有机材料种类繁多、可设计性强，有希望通过材料的设计和优化来提高太阳能电池的性能。苯并二噻吩类衍生物，两个噻吩通过苯环稠环在一个平面内，增强了其平面性和刚性结构，具有较高的光、热和环境稳定性。位于中心的苯环降低了两侧噻吩环的富电子数，使其具有较低的HOMO能级。由于其扩展的共轭大π键体系，π键之间的π-π堆叠具有较高的载流子 迁移率，因此，它在有机电子等领域都显现出广阔的应用前景。然而，现有的苯并二噻吩类衍生物的能带隙(HOMO能级与LUMO能级之间的能级差)较宽。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能带隙较窄的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物。此外，还有必要提供一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法。此外，还有必要提供一种使用该含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的太阳能电池器件、有机电致发光器件及有机场效应晶体管。一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物，具有如下结构式:【权利要求】1.一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物，其特征在于，具有如下结构式: 2.一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 提供如下结构式表示的化合物A和化合物B， 3.根据权利要求2所述的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，所述有机钯催化剂选自三(二亚苄基丙酮)二钯与三邻甲苯基膦的混合物、双(三苯基膦)二氯化钯及四(三苯基膦)钯中的至少一种，所述有机钯催化剂与所述化合物B的摩尔比为1: 1000(Tl:20。4.根据权利要求2所述的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，所述耦合反应在回流下进行，所述耦合反应的时间为21-72小时。5.根据权利要求2所述的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，所述分离提纯含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物P的步骤如下:向所述化合物A和化合物B进行耦合反应后的反应液加入甲醇进行沉析并过滤，将过滤后得到的固体物干燥后层析分离，再次用甲醇沉析并过滤得到纯化的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物。6.根据权利要求2所述的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物A的制备过程包括如下步骤: 在氮气保护下，将如下结构式表示的化合物C的二氯甲烷溶液滴加至含有I，3-二环己基碳二亚胺及4- 二甲氨基吡啶的二氯甲烷中常温下反应12小时~15小时，其中所述化合物C、l，3-二环己基碳二亚胺及4-二甲氨基吡啶的摩尔比为3:3:1-4:3.5:1，将反应液提纯后得到如下结构式表示的化合物D， 7.根据权利要求6所述的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物的制备方法，其特征在于，所述化合物E的制备过程包括如下步骤: 将乙二酰氯在3~5天内分三次加入如下结构式表示的化合物G的1，2- 二氯乙烷溶液中，所述乙二酰氯与所述化合物G的摩尔比为1: 1.5^1:1.8，在氩气保护下回流反应10~15天得到反应混合液，将反应混合液冷冻过夜后过滤得到所述化合物Ε， G为其中， 8.一种太阳能电池器件，包括活性层，其特征在于，所述活性层的材料包括具有如下结构式的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物P: 9.一种有机电致发光器件，包括发光层，其特征在于，所述发光层的材料为具有如下结构式的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物P:10.一种有机场效应晶体管，包括有机半导体层，其特征在于，所述有机半导体层的材料为具有如下结构式的含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物P: 【文档编号】H01L51/30GK103772659SQ201210417333【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2012年10月26日 【专利技术者】周明杰, 管榕, 李满园, 黄佳乐, 黎乃元 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含二氰亚甲基环戊烯并二噻吩单元的苯并二噻吩类共聚物，其特征在于，具有如下结构式：P:其中，n为1~60的整数；R1、R2、R4为H、C1~C16的烷基或C1~C16的烷氧基；R3为C1~C16的烷基、C1~C16的烷氧基或下述结构式表示的烷基噻吩：R’为C1~C16的烷基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，管榕，李满园，黄佳乐，黎乃元，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44