一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物及其制备方法与应用技术

技术编号:26161180 阅读:51 留言:0更新日期:2020-10-31 12:44
本发明专利技术公开一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物及其制备方法与应用,涉及有机高分子光电技术领域。所述共轭聚合物的主链中含有2‑(3',4'‑二氟苯基)‑3‑苯基‑6,7‑二烷氧基喹喔啉结构单元,所述共轭聚合物具有式(A)所示结构式,式中,n为聚合度,n为10‑300中的任意一个正整数,R为碳原子数1‑12的烷基,D为供电子共轭结构单元。本发明专利技术制备的共轭聚合物可以用作有机太阳能电池的给体材料,作为有机太阳能电池器件的光活性层使用,能够进一步降低HOMO能级,提高太阳能电池器件的开路电压,能量转化效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物及其制备方法与应用
本专利技术涉及有机高分子光电
,具体涉及一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物及其制备方法与应用。
技术介绍
有机太阳能电池相对于商品化的硅太阳能电池具有低成本、轻便、易实现柔性化等一系列优点,所以受到学术和产业界的广泛关注。目前有机聚合物太阳能电池的采用的基本器件结构为本体异质结结构,其光学活性层一般由可溶液加工的共轭聚合物给体材料和富勒烯衍生物或非富勒烯电子受体材料构成。共轭聚合物给体材料相对于受体材料更容易通过化学手段来构筑分子结构,实现其良好的吸收光谱和吸收强度、合适的分子能级和优异的载流子迁移率。当前最高效的共轭聚合物给体材料的基本结构为电子给体-电子受体(D-A)结构,而其中采用分子结构为喹喔啉结构单元作为电子受体构筑的D-A结构的共轭聚合物作为给体材料的器件的最大光电转化效率目前已超过了10%,显示出良好的应用前景(Z.Zheng,etal.Adv.Mater.2017,29(5),1604241;M.Liu,etal.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物,其特征在于,所述共轭聚合物的主链中含有2-(3',4'-二氟苯基)-3-苯基-6,7-二烷氧基喹喔啉结构单元,所述共轭聚合物的化学结构式如式(A)所示:/n

【技术特征摘要】
1.一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物,其特征在于,所述共轭聚合物的主链中含有2-(3',4'-二氟苯基)-3-苯基-6,7-二烷氧基喹喔啉结构单元,所述共轭聚合物的化学结构式如式(A)所示:



式中,n为聚合度,n为10-300中的任意一个正整数,R为碳原子数1-12的烷基,D具有以下供电子共轭结构单元中的一种:



其中,R1为碳原子数1-12的烷基,R2为氢或碳原子数1-12的烷基。


2.根据权利要求1所述的一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
(1)在惰性气体保护下,将含2-(3',4'-二氟苯基)-3-苯基-6,7-二烷氧基喹喔啉结构的单体和供电子结构单体溶于有机溶剂中,然后加入第一催化剂加热反应;
(2)反应后冷却,然后用甲醇沉淀,接着抽滤,柱层析分离,再次用甲醇沉淀,最后干燥得到共轭聚合物。


3.根据权利要求2所述的一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述有机溶剂为甲苯,所述第一催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3)和三(2-甲苯基)膦(P(o-toyl)3)组合或四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4)中任一种,所述含2-(3',4'-二氟苯基)-3-苯基-6,7-二烷氧基喹喔啉结构的单体、所述供电子结构单体和所述第一催化剂之间的物质的量比为1:(1-2):(0.01-0.1),所述供电子结构单体和所述有机溶剂的摩尔体积比为0.02mmol/ml,所述加热温度为80-110℃,所述反应时间为15-24小时。


4.根据权利要求2所述的一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述含2-(3',4'-二氟苯基)-3-苯基-6,7-二烷氧基喹喔啉结构的单体,具有式(B)或式(C)所示结构式:



其中,R为碳原子数1-12的烷氧基。


5.根据权利要求4所述的一种基于不对称结构的二氟苯基取代喹喔啉结构单元的共轭聚合物的制备方法,其特征在于,所述式(B)所示的5,8-二溴-2-(3',4'-二氟苯基)-3-苯基-6,7-二烷氧基喹喔啉单体的制备方法如下:在氮气保护下,将4,7-二溴-5,6-二取代-2,1,3-苯并噻二唑溶于有机溶剂中,然后加入硼氢化钠进行反应,将反应后的产物加入水中,然后抽滤或萃取,接着干燥得到未经纯化的产物,然后加入3,4-二氟苯偶酰、无水乙酸钠和无水乙醇,进行回流反应,冷却,抽滤,干燥,重结晶或柱层析分离得到目标产物。

【专利技术属性】
技术研发人员:吴忠联关家萍徐琦桦于佳鑫王啸天卢颖熠
申请(专利权)人:江苏理工学院
类型:发明
国别省市:江苏;32

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