含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料及其制备方法和应用。一种含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料，具有以下结构式：其中，n为10~100之间的整数；R1为C4~C40的直链或支链的烷基；R2为C4~C40的直链或支链的烷基。上述含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料与电子受体材料制成的太阳能电池器件经过退火后，能提高材料分子链段内和链段间排列的有序性和规整度，从而提高了太阳能电池器件的载流子迁移率，提高了光电转换效率。

Organic polymer semiconductor material containing n-alkyl fluorene and fluorene, preparation method and application thereof

The invention relates to an organic polymer semiconductor material containing n-alkyl fluorene and fluorene, a preparation method and an application thereof. Organic polymer semiconductor material containing alkylene fluorene and fluorene, has the following structure: wherein n is an integer between 10~100; R1 to C4~C40 straight chain or branched chain alkyl; R2 is alkyl C4~C40 straight chain or branched chain. Made of the alkylene containing fluorene and fluorene polymer organic semiconductor materials and electron acceptor material for solar cell devices after annealing, improve material molecular chains within and between chain segments arranged in order and regularity, so as to increase the carrier mobility of solar cell devices, improve the photoelectric conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电子材料领域，特别是涉及一种含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料及其制备方法和应用。
技术介绍
高效率太阳能电池通常是以无机半导体为原料，但目前市场上主要的硅晶太阳能电池由于生产过程工艺复杂，污染严重，耗能大，成本高，抑制了其商业化应用的发展。因此利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。有机半导体材料一方面由于有机材料的环境稳定性好、合成成本低、功能易于调制、柔韧性及成膜性都较好；另一方面由于有机太阳能电池加工过程相对简单，可低温操作，器件制作成本也较低等优点而备受关注，成为最为廉价和有吸引力的太阳能电池材料。除此之外，有机太阳能电池的潜在优势还包括：可实现大面积制造、可使用柔性衬底、环境友好、轻便易携等。目前，聚合物太阳能电池的研究主要集中于给体、受体共混体系，采用聚苯并二噻吩(PTB7)与富勒烯衍生物PC71BM共混体系的能量转化效率已经达到7.4％，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料，其特征在于，具有以下结构式：其中，n为10~100之间的整数；R1为C4~C40的直链或支链的烷基；R2为C4~C40的直链或支链的烷基。

【技术特征摘要】
1.一种含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料，其特征在于，具有以下
结构式：
其中，n为10~100之间的整数；R1为C4~C40的直链或支链的烷基；R2为
C4~C40的直链或支链的烷基。
2.一种含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料的制备方法，其特征在于，
包括如下步骤：
提供化合物A和化合物B，化合物A的结构式为：
其中，R1为C4~C40的直链或支链的烷基；
化合物B的结构式为：
其中，R2为C4~C40的直链或支链的烷基；
在无氧状态下，将化合物A、化合物B及催化剂按照1:1:0.005~0.05的摩尔
比溶解于Na2CO3水溶液，其中所述Na2CO3水溶液中Na2CO3的加入摩尔量为化
合物A的5~10倍，加入甲苯做为溶剂，在60°C~100°C下回流反应24~72小时，
分离纯化后得到含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料，所述含亚烷基芴与
芴的有机聚合物半导体材料的分子通式为：
其中，n为10~100之间的整数。
3.根据权利要求2所述的含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料的制备
方法，其特征在于，所述分离纯化的步骤为：
往反应体系中加入甲苯，及去离子水进行萃取，取有机相，用减压蒸馏的
方法将所述有机相蒸发至5毫升至15毫升，再将所述有机相滴入到无水甲醇中
不断搅拌，逐渐有固体沉淀析出，经过抽滤、烘干后得到固体粉末，再将所述
固体粉末用氯仿溶解，用中性氧化铝过层析柱以除去催化剂，最后经旋干，得
到提纯后的含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料。
4.根据权利要求2所述的含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料的制备
方法，其特征在于，所述化合物A采用如下方法制备：
提供化合物C，化合物C的结构式为：
在无水无氧反应条件下，往化合物C中注入四氢呋喃溶剂，在-70°C~-85°C
下慢慢注入正丁基锂，搅拌反应0.5~4小时，其中化合物C与正丁基锂的摩尔
比为1:2~4，然后在-70°C~-85°C下用慢慢注入2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-
二杂氧戊硼烷，升温到室温后反应10~48小时，分离纯化得到所述化合物A，
其中，正丁基锂与2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二杂氧戊硼烷的摩尔比为
1:1~2。
5.根据权利要求4所述的含亚烷基芴与芴的有机聚合物半导体材料的制备
方法，其特征在于，所述分离纯化的步骤为：
反应结束后，加入饱和NaCl溶液洗涤，使用氯仿萃取，再使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，管榕，黄佳乐，李满园，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