9,9-二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物制造技术

技术编号:8127920 阅读:277 留言:0更新日期:2012-12-26 23:15
本发明专利技术的目的在于利用氟原子的吸电子特性,开发一种新型的含有氟代喹喔啉的D-A-D型给体聚合物材料,降低聚合物材料的HOMO能级。本发明专利技术公开了一种9,9-二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,结构通式如下所示:式中,R1是H或F原子;R2是间位或对位碳原子数为4到20的直链或支链的烷氧基苯基,或者是碳原子数为4到20的直链或支链的2-烷基噻吩或2,3-二烷基噻吩基;R3是H或碳原子数为4到20的直链或支链的烷基。本发明专利技术通过与相应的未氟代的聚合物相比较,单氟聚合物的HOMO能级较未氟代的聚合物低0.02~0.2eV,双氟代聚合物的HOMO能级较未氟代的聚合物低0.05~0.3eV。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能高分子领域,具体涉及一种9,9-二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物。
技术介绍
随着社会经济的发展以及人口的增长,对能源的需求日益上升,而以煤、石油为代表的能源储量有限,所以开发可再生的新能源就变得越来越迫切。作为一种绿色,可靠的能源一太阳能,其利用、开发受到了国际社会的普遍关注。聚合物太阳能电池具有制备过程简单、成本低、重量轻和可制备成柔性器件等突出优点,近年来成为国内外研究热点,当前该领域研究的焦点是开发高效的给体材料和受体材料,而受体材料目前基本确定为C60的衍 生物如PC61BM和PC71BM,因此开发性能优良的给体聚合物成为当前研究的重点。为此,一种将富电子单元(D)与缺电子单元(A)交替引入共轭聚合物的主链形成的D-A-D型聚合物 的方法成为目前开发给体聚合物的主要手段。2003年Takakazu Yamamoto为了实现分子内的电荷转移将喹喔啉和2,5_ 二 (三甲基锡)噻吩试剂聚合,通过对材料的吸收和光能量的测试,首次发现了这类材料在长波方向有强而宽的吸收,并预言了其在未来光电器件中的潜在应用。喹喔啉及其衍生物作为一类新型的缺电单元,近年来备受关注并取得良好成绩,例如Ergang Wang等合成TQl与PCBM共混,光电转换效率达到6. 0%,[先进材料Adv. Mater. 2010,22 (46),5240-5244]。开路电压是影响器件性能的主要因素,而给体材料的HOMO能级又决定着器件的开路电压,为了降低给体的HOMO能级,具强电负性的氟原子常被引入缺电单元中,并取得了显著成果。例如Yu Iuping等人合成PTB5的HOMO能级为-5. Olev,引入氟原子后PTB4的HOMO能级降低为-5. 12ev,开路电压由O. 66V升至O. 74V,[美国化学会志J. Am. Chem.Soc. 2009,131,7792-7799]。Yang yang 等人合成 PBDTT-C 的 HOMO 能级为-5. 12ev,引入氟原子后PBDTT-CF的HOMO能级降低为-5. 22ev,开路电压由O. 7V升至O. 76V,[自然光子Nature Photonics. . 2009,3,649-653]。基于上述理论和研究成果,在喹喔啉这种缺电子单元上引入氟原子制备新型的含氟D-A-D型给体聚合物有望进一步降低Η0Μ0,提升开路电压,从而提高器件光伏性能,但是迄今还未见有关此类材料的制备方法及其应用于光伏电池中的报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是开发一种新型的含有氟代喹喔啉的D-A-D型给体聚合物材料,满足聚合物光伏电池光活化层电子给体材料的需要。本专利技术的另一个目的是利用氟原子的吸电子特性,降低聚合物材料的Η0Μ0能级,进而提升光伏电池的开路电压。为了实现上述技术任务,本专利技术采用如下技术方案予以实现—种9,9- 二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,其结构通式如式I所示本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种9,9?二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,其特征在于,结构通式如式Ⅰ所示:(式Ⅰ),式中,R1是H或F原子;R2是间位或对位碳原子数为4到20的直链或支链的烷氧基苯基,或者是碳原子数为4到20的直链或支链的2?烷基噻吩基或2,3?二烷基噻吩基;R3是H或碳原子数为4到20的直链或支链的烷基。FDA00002080648900011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种9,9- 二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,其特征在于,结构通式如式I所2.如权利要求I所述的9,9-二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,其特征在于,所述的9,9- 二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物的结构如式II所示3.如权利要求I所述的9,9-二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,其特征在于,所述的9,9- 二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物的结构如式III所示4.如权利要求I所述的9,9-二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物,其特征在于,所述的9,9- 二辛基芴与氟代喹喔啉的共轭聚合物的结构如式IV所示5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:高潮武海梅刘红利陈键王户生安忠维陈冬
申请(专利权)人:西安近代化学研究所
类型:发明
国别省市:

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