一种聚合物及其在有机电子器件中的应用制造技术

为了改善有机电子器件的器件性能，特别是有机太阳能电池的器件性能，本申请提供一种聚合物，其结构如式(I)所示。将所述聚合物作为光活性层给体材料应用于有机电子器件中时，器件具有较高的开路电压，从而提升器件效率。同时本发明专利技术所保护的聚合物合成简单，可实现工业化生产。生产。生产。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物及其在有机电子器件中的应用


[0001]本专利技术涉及有机电子器件材料领域，尤其涉及一种聚合物及其在有机电子器件中的应用，特别是在有机光伏器件(OPV)中的应用。

技术介绍

[0002]太阳能作为全球储量最大的可再生清洁能源，具有环境友好特性，基于太阳能发电的光伏技术已成为人类可再生能源技术的重要组成部分，是解决中国乃至全球能源供应不足的有效途径。近年来，国家将促进能源生态与文明的建设持续发展放在突出战略性的位置，积极推进一次能源的生产和消费的革命成为可再生能源社会发展的一项核心战略任务。有机太阳能技术具有低成本、绿色无毒、高效率、柔性、彩色半透明、可采用低温溶液法大面积印刷制备等特点，是当前可应用于可穿戴电子设备、物联网、电子价签、建筑光伏一体化、新能源汽车等场景的理想光电转换技术，拥有广阔的市场前景。
[0003]有机太阳能电池一般由五部分组成：阳极、阳极缓冲层、活性层、阴极缓冲层和阴极。其中活性层一般包含给体材料和受体材料。其工作原理为：当太阳光透过透明基底和电极入射到活性层后，给受体材料吸收大于其带隙能量的光子，电子从最高占据分子轨道(HOMO)被激发跃迁至最低未占据分子轨道(LUMO)，同时在HOMO处产生对应的空穴。由于有机材料的相对介电常数较小，此时的电子与空穴以束缚态的激子状态存在。之后，激子扩散到给受体界面处，在能级差的驱动下，激子发生解离，实现电荷分离。随后，在内建电场的作用下，自由的空穴和电子分别沿着给体和受体材料的连续通道传输到达阳极和阴极处，被电极收集而输出到外电路形成电流。由上可知，活性层材料的选择对于有机太阳能电池器件的效率至关重要。
[0004]目前文献上报导的常用聚合物给体如PM6及D18及其衍生物，具有和高效非富勒烯受体材料匹配的光学吸收和能级、高电洞迁移率等优势，但其结构复杂而合成路线冗长，往往需要20
‑
30步，因此总产率极低、重复性差且价格昂贵，使得这些材料根本无法实现工业化生产。CN10894827A虽然公开了一种合成简单的聚合物给体材料，但对应的太阳能器件光电转化效率最高仅为10.18％，器件效率需要进一步提升。因此，如何设计一个合成简单、器件转换效率较高的光活性层给体材料，是我们首先必须解决的关键性技术问题。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的在于提供一种简单易合成的聚合物，其作为给体材料应用于有机太阳能电池中，以提高器件的光电转化效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]一种聚合物，具有如通式(I)所示的结构：
[0008][0009]其中：
[0010]x，y为摩尔百分比；0.5≤x<1；0<y≤0.5；x+y＝1；
[0011]n表示单元重复数，n选自1至10000的整数；
[0012]R1‑
R8分别独立地选自：
‑
H、
‑
D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链烷硫基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷硫基、甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
F、
‑
I、取代或未取代的具有2
‑
20个碳原子的烯基、取代或未取代的具有6至50个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至50个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至50个环原子的芳氧基、取代或未取代的具有5至50个环原子的杂芳氧基，或这些基团的组合。
[0013]本申请还提供一种混合物，包括上述聚合物及至少一种有机功能材料。
[0014]本申请还提供一种如上所述的聚合物或混合物在有机电子器件的应用。
[0015]本申请还提供一种有机电子器件，包括至少一功能层，所述功能层中包含上述聚合物或上述混合物。
[0016]有益效果：
[0017]本申请保护的聚合物通过在中掺杂一定比例的从而降低聚合物的HOMO能级；使其作为给体材料应用于OPV器件中时，器件具有较高的开路电压，提升器件效率。同时本专利技术所保护的聚合物合成简单，可实现工业化生产。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1是本申请实施例提供的一种有机太阳能器件的结构示意图。图中101是基板，102是阳极，103是阳极缓冲层，104是活性层，105阴极缓冲层，106是阴极。
具体实施方式
[0020]本申请提供一种有机化合物，混合物及其在有机电子器件中的应用，为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0021]本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，在本申请中，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“A及/或B”包括A、B和A+B三种并列方案。又比如，“A，及/或，B，及/或，C，及/或，D”的技术方案，包括A、B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括A、B、C、D的任意的和所有的组合，也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合，还包括A、B、C、D的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
[0022]在本专利技术中，有机光伏器件、有机太阳能电池具有相同的含义，可以互换。
[0023]在本专利技术中，芳香基团，芳香族，芳香环系具有相同的含义，可以互换。
[0024]在本专利技术中，杂芳香基团，杂芳香族，杂芳香环系具有相同的含义，可以互换。
[0025]在本专利技术中，“杂原子”为非碳原子，可以为N原子、O原子、S原子等。
[0026]在本专利技术中，“取代”表示被取代基中的一个或多个氢原子被取代基所取代。
[0027]在本专利技术中，同一取代基多次出现时，可独立选自不同基团。如通式含有多个R，则R可独立选自不同基团本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物，其特征在于：具有如通式(I)所示的结构：其中：x，y为摩尔百分比；0.5≤x<1；0<y≤0.5；x+y＝1；n表示单元重复数，n选自1至10000的整数；R1‑
R8分别独立地选自：
‑
H、
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D、具有1至20个C原子的直链烷基、具有1至20个C原子的直链烷氧基、具有1至20个C原子的直链烷硫基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷氧基、具有3至20个C原子的支链或环状的烷硫基、甲硅烷基、具有1至20个C原子的酮基、具有2至20个C原子的烷氧基羰基、具有7至20个C原子的芳氧基羰基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基、胺基、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
F、
‑
I、取代或未取代的具有2
‑
20个碳原子的烯基、取代或未取代的具有6至50个环原子的芳香基团、取代或未取代的具有5至50个环原子的杂芳香基团、取代或未取代的具有6至50个环原子的芳氧基、取代或未取代的具有5至50个环原子的杂芳氧基，或这些基团的组合。2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：0.7≤x<1；0<y≤0.3；x+y＝1。3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：x＝0.8，y＝0.2。4.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：R1‑
R4分别独立地选自：
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H、
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D、具有1至11个C原子的直链烷基、具有1至11个C原子的直链烷氧基、具有1至11个C原子的直链烷硫基、具有3至11个C原子的支链烷基、具有3至...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨曦，裘伟明，肖立清，张静，
申请(专利权)人：广州追光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：