本发明专利技术涉及1,2-方酸共轭聚合物及制备方法，以及该类共轭聚合物在聚合物太阳能电池中的运用。本发明专利技术所提供的1,2-方酸共轭聚合物，其结构具有如下通式Ⅰ：???式I式I中，Ar代表聚合物主链上的富电芳香环单元；R1和R2为相同或不相同的氢原子∕或碳原子数为1-20的直链或支链的烷基∕或碳原子数为3-20的环烷基∕或碳原子数为1-20的直链或支链的烷氧基∕或碳原子数为1-20的直链或支链的烷氧苯基∕或包含一个或多个芳香环的芳基；n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值为大于或等于3的自然数，其特征在于所述Ar是苯并二噻吩或环戊二噻吩。
【技术实现步骤摘要】
,2-方酸共轭聚合物及制备方法和应用的制作方法
本专利技术涉及1，2"方酸共轭聚合物及制备方法，以及该类共轭聚合物在聚合物太阳能电池中的运用。
技术介绍
在能源问题日见突出的今天，聚合物太阳能电池(PSCs)由于原料价格低廉、生产工艺简单、可制备在柔性基底上、可以采用涂布或印刷等方式大面积制备等优势，吸引了众多的研究者。经过科研者的不懈努力，在短短十来年的时间里，其光电转换效率(PCE) 就从 0.01%提高到 8.37% ，但距离无机太阳电池的PCE仍有很大差距，尚不能满足产业化的需求，仍需要进一步提高光电转换效率。制约聚合物太阳电池PCE的主要原因有1、共轭聚合物材料的吸收光谱与太阳光谱利不匹配，常用的聚合物太阳能电池材料P3HT(聚3-己基噻吩)虽然经过器件优化PCE达到6. 1% ，但是其吸收光谱只在可见光区 (300-650nm)，高光通量的近红外区完全没有被利用。2、聚合物太阳能电池材料相对具有较低的载流子迁移率，一般在10_4 10_3 cm/V · s，而无机半导体一般在1 10 cm/V · s。 针对上述问题，近年人们也开发了不少低带隙聚合物，但其PCE普遍偏低。因此，开发新型的，容易制备的，覆盖可见及近红外吸收的共轭聚合物，对于丰富聚合物太阳能电池给体材料的种类，获得较高PCE和潜在的运用都具有重要的意义。方酸类化合物一般多由富电子的芳香环或杂环与方酸缩聚而成，这一反应具有良好的区域选择性，在大多数情况下都只生成1，3-方酸衍生物。自1970年以来，因具有良好的光化学、光物理稳定性和高电子亲合势，1，3-方酸类化合物一直广受人们关注。1，2-方酸作为副产物，则少有被提及。Ajayaghosh等在提高聚方酸分子量的研究中发现，改变反应条件，会影响反应的选择性，从而使1，3-方酸聚合物中会含有作为缺陷的1，2-方酸单元，有趣的是含1，2-方酸单元的1，3-方酸聚合物比纯粹的1，3-方酸聚合物具有更好的电导率。最新研究表明，1，2-方酸与1，3-方酸一样具有强的吸收、好的稳定性和氧化还原可逆性。上述优点都有利于构建性能良好的聚合物太阳电池材料。本课题组于2011年首次报道了由芴、 咔唑、噻吩单元与含1，2-方酸单元缩聚而成的材料，其中噻吩单元与含1，2-方酸单元缩聚而成的聚合物(以下简称PTTST)具有相对最好的吸收。本专利技术通过使用苯并二噻吩、环戊二噻吩单元与含 1，2-方酸单元缩聚，获得了吸收更为优良的材料，并制作了太阳电池器件
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种含有1，2-方酸的共轭聚合物。本专利技术所提供的1，2-方酸共轭聚合物，其结构具有如下通式I 权利要求1. 1，2-方酸共轭聚合物，其结构具有如下通式I2.如权利要求1所述1，2-方酸共轭聚合物，其特征在于所述Ar为结构如式II的单体， 其中&为相同或不相同的氢原子/或碳原子数为1-20的直链或支链的烷基/或碳原子数为3-20的环烷基/或碳原子数为1-20的直链/或支链的烷氧基或碳原子数为1-20的直链/或支链的烷氧苯基/或包含一个或多个芳香环的芳基/或碳原子数为1-20的直链/ 或支链的烷基噻吩基/或包含一个或多个噻吩的芳基3.如权利要求1所述1，2-方酸共轭聚合物，其特征在于所述Ar为结构如式III的单体， 其中，X为碳原子/或硅原子/或氮原子/或硫原子，R3为相同或不相同的氢原子/或碳原子数为1-20的直链或支链的烷基/或碳原子数为3-20的环烷基/或碳原子数为1-20的直链/或支链的烷氧基或碳原子数为1-20的直链/或支链的烷氧苯基/或包含一个或多个芳香环的芳基/或碳原子数为1-20的直链/或支链的烷基噻吩基/或包含一个或多个噻吩的芳基4.如权利要求1至3所述任一 1，2-方酸的共轭聚合物的制备方法，其特征在于步骤和条件如下以3，4- 二( 5-溴-取代噻吩基)-3-环丁烯-1，2- 二酮单体为摩尔量配比标准，将等摩尔量的Ar的双锡盐单体，0. 05倍摩尔量的催化剂四三苯基膦钯加入反应瓶中，用高纯氩气置换三次，再注入无水无氧的甲苯溶剂，氩气保护下，加热回流反应72 h，反应完毕，将所得到的聚合物在依次在甲醇/盐酸(10:1)、甲醇/丙酮/盐酸(8:4:1)和丙酮/盐酸(10:1) 中沉降，抽滤，收集到的聚合物依次用丙酮和正己烷进行索氏提取48 h，30 °C真空干燥对 h。5.如权利要求1至3所述任一1，2-方酸的共轭聚合物在制备光电功能器件中的应用。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述光电功能器件为聚合物太阳能电池。全文摘要本专利技术涉及1,2-方酸共轭聚合物及制备方法，以及该类共轭聚合物在聚合物太阳能电池中的运用。本专利技术所提供的1,2-方酸共轭聚合物，其结构具有如下通式Ⅰ 式I式I中，Ar代表聚合物主链上的富电芳香环单元；R1和R2为相同或不相同的氢原子∕或碳原子数为1-20的直链或支链的烷基∕或碳原子数为3-20的环烷基∕或碳原子数为1-20的直链或支链的烷氧基∕或碳原子数为1-20的直链或支链的烷氧苯基∕或包含一个或多个芳香环的芳基；n代表聚合物主链单元的重复个数，其数值为大于或等于3的自然数，其特征在于所述Ar是苯并二噻吩或环戊二噻吩。文档编号C07F7/08GK102516504SQ20111039544公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月3日 优先权日2011年12月3日专利技术者卢志云, 杨道宾, 蒋青, 邹勇, 黄艳 申请人:四川大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄艳，杨道宾，邹勇，卢志云，蒋青，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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