一种苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开一种苯并二噻吩二酮‑苯并二噻吩型双缆聚合物及其制备与应用。该双缆聚合物该双缆聚合物将电子给体与受体通过共价键连接组成单一组分，具有优异的光电性质，可作为有机半导体材料应用于单组分有机太阳能电池材料、有机场效应晶体管、有机发光二极管等。本发明专利技术合成方法简单有效，本发明专利技术双缆聚合物结构、形貌可以调控，其稳定性、重复性好。

A benzodithiophene diketone benzodithiophene type double cable polymer and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物及其制备与应用
本专利技术涉及有机半导体材料
更具体地，涉及一种苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物及其制备与应用。
技术介绍
有机太阳能电池因其制备工艺相对简单，原料价格相对便宜，材料设计的多变性以及大面积制备的可能性等特点，成为近年的研究热点。其中，以双组分或多元的本体异质结型太阳能电池的研究最为深入，其能量转换效率已超过17％；然而这类器件存在优化步骤多、稳定性差等缺点，不利于有机太阳能电池的长期发展。单组分太阳能电池中电子给体与受体通过化学键连接组成单一组分的活性层，从而约束给受体组分的自聚集，可有效简化器件制备工艺，并提高器件稳定性。单组份聚合物的设计主要有“rod-rod”或“rod-coil”型的嵌段共聚物，以及给、受体各自分布在主链与侧链的“double-cable”型共轭聚合物(双缆聚合物)。传统的双缆聚合物主链主要局限于聚(己基噻吩)(P3HT)、聚(苯乙烯)(MEH-PPV)等，限制了该类材料在单组份有机太阳能电池中的应用。目前为止，单组分聚合物太阳能电池的光电能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物，其特征在于，具有以下结构通式：/n

【技术特征摘要】
1.一种苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物，其特征在于，具有以下结构通式：



其中，R1为C1～C50的直链烷基；
R2、R3独立地选自氢、C1～C50的直链或叉链烷基、C1～C50的含酰胺键、醚键或酯键的直链或叉链烷基、C1～C50的直链或叉链全氟代烷基、取代或未取代的苯基、和取代或未取代的杂芳基中的一种；
X1、X2、X3独立地选自S、O和Se中的一种；
X4、X5独立地选自S、O、Se和CH＝CH中的一种；
X7、X8独立地选自H、F、Cl、OR5和SR5中的一种；其中，R5选自C1～C50的直链或叉链烷基、C1～C50的直链或叉链全氟代烷基、取代或未取代的苯基、和取代或未取代的杂芳基中的一种；
n为2～2000之间的整数。


2.根据权利要求1所述的苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物，其特征在于，R1为C1～C50的直链烷基；
R2、R3独立地选自氢、C1～C50的直链或叉链烷基中的一种；
X1、X2、X3、X4和X5均为S；
X7为Cl，X8为H；
n为2～2000之间的整数。


3.根据权利要求1所述的苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物，其特征在于，优选的，R1为C1～C24的直链烷基；
R2、R3独立地选自氢、C1～C24的直链或叉链烷基中的一种；
X1、X2、X3、X4和X5均为S；
X7、X8独立地选自H、F和Cl中的一种。


4.根据权利要求1所述的苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物，其特征在于，双缆聚合物的结构式如下：



其中，R2、R3独立地选自氢、C1～C50的直链或叉链烷基中的一种；
X7选自H、F和Cl中的一种；
n为2～2000之间的整数；
y为1～20之间的整数。


5.权利要求1-4任一项所述苯并二噻吩二酮-苯并二噻吩型双缆聚合物的制备方法，其特征在于，其合成反应式如下所示：



该制备方法包括以下步骤：
S1、双烷基溴取代的苯并二噻吩M1和受体亲核试剂NDI进行亲核取代反应，得到中间体M2；
S2、中间体M2和苯并二噻吩二酮类双锡试剂M3进行stille偶联反应得到所述双缆聚合物。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述双烷基溴取代的苯并二噻吩M1与受体亲核试剂NDI的摩尔比1:2～1:3；更优选为1:2.2～1:2.5。


7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S1中所述亲核取代反应的溶剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李韦伟，蒋旭东，周晟熙，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11