含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，结构通式如下：其中，n为5~60之间的自然数；R1为H、C1~C16的烷基或C1~C16的巯基，R2为C1~C12的烷基或如下结构式中的任意一种：其中，R’为C1~C12的烷基。上述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物中，将苯并二噻吩类衍生物与咔唑给体单元作为聚合物主链，而将受体单元2-硫代-4-噻唑衍生物作为聚合物侧链，通过给体单元和受体单元之间的这种“推-拉电子”的相互作用，降低共轭聚合物的能隙，上述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的光吸收范围较宽。本发明专利技术还公开了上述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，结构通式如下：其中，n为5~60之间的自然数；R1为H、C1~C16的烷基或C1~C16的巯基，R2为C1~C12的烷基或如下结构式中的任意一种：其中，R’为C1~C12的烷基。上述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物中，将苯并二噻吩类衍生物与咔唑给体单元作为聚合物主链，而将受体单元2-硫代-4-噻唑衍生物作为聚合物侧链，通过给体单元和受体单元之间的这种“推-拉电子”的相互作用，降低共轭聚合物的能隙，上述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的光吸收范围较宽。本专利技术还公开了上述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法。【专利说明】含昨唑—苯并二噻吩的共辆聚合物及其制备方法与应用
本专利技术涉及光电领域，尤其涉及一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法与应用。
技术介绍
有机太阳能电池由于具有无机太阳能电池无法比拟的一些优点，如成本低廉，制作工艺简单，产品重量轻，可大面积柔性制备等优点，作为一种具有潜力的可再生能源受到人们的广泛关注。在过去的十年里，有机太阳能电池的性能有了稳步提高，能量转换效率已接近10%。尽管有机太阳能电池的能量转换效率得到了大幅提高，但是，到目前为止，有机太阳能电池的光电转换效率 比无机太阳能电池还是要低很多。因此，要想实现有机太阳能电池的商业化，开发新型的有机半导体材料对于提高有机太阳能电池的效率具有重要意义。由于近年来在共轭聚合物的设计和有机太阳能电池器件制造工艺上的进步，有机太阳能电池的效率已取得很大提高。有机太阳能电池未来面临的挑战之一就是合成新型的P-型共轭聚合物，它需要具备以下特点:(a)良好的溶解性，有利于溶剂加工，实现工业化生产；(b)对整个太阳光光谱有宽而强的吸收；(c)高的载流子迁移率，有利于载流子传输。然而，传统的聚合物材料的光吸收范围较窄。因此，如何拓宽聚合物材料的光吸收范围，使其光吸收范围最大程度地覆盖整个太阳光光谱将是研究的重点。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种光吸收范围较宽的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法。此外，还有必要提供一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物在有机太阳能电池器件、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储、有机非线性材料及有机激光中的应用。一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，结构通式如下:【权利要求】1.一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物，其特征在于，结构通式如下: 2.一种含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 分别提供具有如下结构式的化合物A和化合物B: 3.根据权利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂的加入量为所述化合物B的摩尔数的0.01%~5% ； 所述催化剂为有机钯与有机膦配体的混合物或有机钯。4.根据权利要求3所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯与有机膦配体的混合物中，所述有机钯与所述有机膦配体的摩尔比为1:2~1:20 ;所述有机钯为三(二亚苄基丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯或二(三苯基膦)二氯化钯；所述有机膦配体为三(邻甲基苯基)膦。5.根据权利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、N，N- 二甲基甲酰胺或甲苯。6.根据权利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物A由如下步骤制得: 提供具有如下结构式的化合物C和化合物D: 7.根据权利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述化合物B由如下步骤制得: 提供具有如下结构式的化合物F和化合物G: 8.根据权利要求7所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述分离提纯的操作为: 将反应液过滤收集滤渣，将所述滤渣依次用蒸馏水和乙醇洗涤，再用无水乙醇重结晶，得到的晶体即为提纯后的所述化合物B。9.根据权利要求2所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述分离纯化的操作为: 将反应体系减压蒸发除去过量的所述有机溶剂，接着将残余液体滴加到甲醇中进行沉降，抽滤后得到的固体用甲醇洗涤，干燥后氧化铝柱层析，接着氯仿淋洗并收集洗液，蒸发除去所述洗液中的有机溶剂后收集剩余液体滴加到甲醇中进行沉降，抽滤后收集的固体用丙酮索氏提取三天，收集液相并将所述液相滴加到甲醇中进行沉降，真空泵下抽过夜，得到的固体即为纯化后的所述含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物。10.根据权利要求1所述的含咔唑-苯并二噻吩的共轭聚合物在有机太阳能电池器件、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储、有机非线性材料或有机激光中的应用。【文档编号】H01L51/46GK103936970SQ201310025033【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月23日 优先权日:2013年1月23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】
一种含咔唑‑苯并二噻吩的共轭聚合物，其特征在于，结构通式如下：其中，n为5~60之间的自然数；R1为H、C1~C16的烷基或C1~C16的巯基，R2为C1~C12的烷基或如下结构式中的任意一种：其中，R’为C1~C12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