本发明专利技术公开了一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物材料及其制备方法与应用，该聚合物的结构式如式Ⅰ所示，其中，R1,R2代表：8-10个碳原子的直链或支链烷基；n代表聚合物的重复单元个数，为5-1000之间的自然数；本发明专利技术的聚合物材料可应用于光电领域如聚合物太阳能电池领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机光电聚合物材料
，具体涉及一种基于苯并二噻吩单元和 喹喔啉单元的有机光电聚合物材料及其制备方法与应用。
技术介绍
自上世纪80年代柯达公司开发出有机太阳能电池以来，特别是在2002年以后， 有机太阳能电池技术日新月益，尤其在材料开发方面，新材料不断涌现，电池的效率也在 不断提高。有机（包括聚合物）光伏器件因其具有重量轻、成本低、工艺简单以及易制备 柔性大面积器件等突出优点，成为太阳能电池的研宄热点，其最高能量转化效率已经达到 8-10 %, (Samuel C. Price, Andrew C. Stuart, Liqiang Yang, Huaxing Zhou, Wei You, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625 - 4631 ；Ta-Ya Chu，Jianping Lu, Serge Beaupre，Yanguang Zhang, Jean-Remi Pouliotj Salem Wakimj Jiayun Zhou, Mario Leclercj Zhao Li, Jianfu Ding, Ye Taoj J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4250 - 4253 ；Yongye Liang, Zheng Xu，Jiangbin Xia，Szu-Ting Tsai，Yue Wu，Gang Li, Claire Ray, Luping Yuj Adv. Mater. 2010, 22, E135 -E138 ；Hsiang-Yu Chen, Jianhui Houj Shaoqing Zhang,Yongye Liang, Guanwen Yang,Yang Yang，Luping Yu，YueWu，Gang Li NATURE PHOTONICS，2009,3,649-653 ;Ming-Shin Su，Chih-Yin Kuoj Mao-Chuan Yuan，U-Ser Jeng，Chun-Jen Suj Kung-Hwa Wei Adv. Mater. 2011，23, 3315 - 3319 ;)有机太阳能电池效率的逐步提升带来了其商业化应用的曙 光。 有机太阳能电池中主要依赖于具备光电活性的聚合物或有机小分子材料（给体 材料）和富勒烯类（C 6tl和C7tl衍生物）材料（受体材料）组成光活性层（称为本体异质结） 吸收太阳光并将其转化为可利用电能。因此光电活性材料是有机太阳能电池的研宄核心， 特别是给体材料方面，在很大程度上决定了电池的性能参数（开路电压、短路电流以及光 电转换效率）。 文献报道表明，苯并二噻吩单元（BDT)的平面性很好，分子链间 的较强的Pi-Pi堆积更容易形成高迀移率。利用这种平面对称性且高迀移率的特性，将它 引入到有机光伏材料分子中，可以获得高效率的有机光伏器件。因此，设计和开发新型基于 BDT单元的聚合物光电活性材料以及探索材料的优化途径，是非常重要和有意义的。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于苯并二噻吩 单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物材料及其制备方法与应用，苯并二噻吩BDT单元和喹 喔啉Qx单元之间的组合可以调制出适于有机光伏电池的高性能材料，本专利技术提供了苯并 二噻吩BDT单元和喹喔啉Qx单元的高效组合方式并得到有机光电聚合物PBQx，应用于有机 光伏电池中，进一步的通过调制聚合物与添加剂的重量比制备出高效率的基于有机材料的 太阳电池。 为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物材料，所述有机光电聚 合物材料的结构式如式I所示：【主权项】1. 一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物材料，其特征在于：所述 有机光电聚合物材料的结构式如式I所示：所述式I中包含苯并二噻吩BDT单元和喹喔啉Qx单元，二者之间以噻吩单键相连，通 过Stille交叉偶联聚合得到；其中，R1,馬代表具有8至10个碳原子的直链或支链烷基；η 代表聚合物的重复单元个数，为5-1000之间的自然数； 所述有机光电聚合物材料的数均分子量为1000至1，〇〇〇, 〇〇〇。2. 根据权利要求1所述的一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物 材料，其特征在于：所述RpR2R表具有10个碳原子的直链或支链烷基；所述有机光电聚合 物材料的数均分子量为2000至1，000, 000。3. 根据权利要求2所述的一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物 材料，其特征在于：所述有机光电聚合物材料的数均分子量为3000至500, 000。4. 根据权利要求2所述的一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物 材料，其特征在于：所述有机光电聚合物材料的数均分子量为20, 000至200, 000。5. 权利要求1所述的有机光电聚合物材料的制备方法，其特征在于：所述有机光电聚 合物材料通过式Π所示的化合物2,6-Χ-4,8-双（5-烷基（Rl)-4-氟噻吩-2-基）苯并 二噻吩和式III所示的化合物5, 8-双（5-Υ苯-2基）-6,7_二氟_1，2双 (3-烷氧基（OR2))苯基喹喔啉在催化剂的作用下发生共聚反应，得到式I所示聚合物材 料；化学反应式如下：式II和式III中，Rp R2的定义同式I ; 式II中的X依赖式III中的Y进行选择； 式II中的X选自硼酸基团、硼酸酯基团、卤化镁基团、卤化锌基团或三烷基锡基团，且 式III中的Y选自I，Br或Cl ; 式III中的Y选自I，Br或C1，且式II中的X选自硼酸基团、硼酸酯基团、卤化锌基团 或三烷基锡基团； 其中，所述硼酸基团选自包括但不限于：1，3, 2-二氧杂硼烷-2-基、4, 4, 5, 5-四甲 基-1，2, 3_二氧杂环戊棚烧_2_基或5, 5_二甲基_1，3, 2_二氧杂棚烧_2_基；所述卤化 镁基团选自包括但不限于：氯化镁、溴化镁或碘化镁；所述卤化锌基团优选：氯化锌或溴化 锌；所述三烷基锡基团选自包括但不限于：三甲基锡、三乙基锡或三丁基锡。6. -种半导体组合物，其特征在于：由权利要求1或2所述的式I所示聚合物材料和 掺加剂组成；所述掺加剂选自富勒烯或其衍生物中的至少一种；所述富勒烯或其衍生物具 体为-苯基C61 丁酸甲酯或-苯基C71 丁酸甲酯或含茚富勒烯。7. 根据权利要求6所述的一种半导体组合物，其特征在于：所述式I所示聚合物和掺 加剂按照任意质量比例混合。8. 根据权利要求6所述的一种半导体组合物，其特征在于：所述式I所示聚合物材料 和掺加剂按照质量比1:2混合。9. 一种太阳能电池器件，其特征在于：所述太阳能电池器件中的活性材料层采用权利 要求1或2所述的式I所示聚合物材料。10. 根据权利要求9所述的一种太阳能电池器件，其特征在于：包括第一电极、与所述 第一电极间隔开的第二电极、以及在所述第一电极和第二电极之间设置的至少一层活性材 料层。11. 根据权利要求9所述的一种太阳能电池器件，其特征在于：当所述第一电极和第二 电极之间设置一层活性材料层时，还包括设置在活性材料层与第一电极和/或第二电极之 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于苯并二噻吩单元和喹喔啉单元的有机光电聚合物材料，其特征在于：所述有机光电聚合物材料的结构式如式I所示：所述式I中包含苯并二噻吩BDT单元和喹喔啉Qx单元，二者之间以噻吩单键相连，通过Stille交叉偶联聚合得到；其中，R1，R2代表具有8至10个碳原子的直链或支链烷基；n代表聚合物的重复单元个数，为5‑1000之间的自然数；所述有机光电聚合物材料的数均分子量为1000至1,000,000。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志国，王一丹，秦校军，杨洋，邬俊波，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，中国华能集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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