含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物及其制备方法和有机太阳能电池器件技术

本发明专利技术属于有机半导体领域，其公开了一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物及其制备方法和有机太阳能电池器件；该主体材料的结构通式如下：式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数。本发明专利技术的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物中，三苯胺是一个优良的空穴传输单元；二茚并吡嗪是一种具有刚性平面结构的杂环化合物，它具有较高的热稳定性和电子迁移率。将上述含三苯胺侧链的共聚物应用于太阳能电池中，可以提高光转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机半导体材料领域，尤其涉及一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物及其制备方法。本专利技术还涉及一种使用该含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物作为活化层电子给体材料的有机太阳能电池器件。
技术介绍
利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。有机半导体材料以其原料易得、价格低廉、工艺简单、稳定性强、光伏效应良好等优点备受关注。自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE（N.SSariciftci,L.Smilowitz,A.J.Heeger,et al.Science,1992,258,1474）上报道共轭聚合物与C60之间的光诱导电子转移现象后，有机聚合物太阳能电池逐渐成为研究的热点。近年来这方面的研究取得了飞速的发展，但是有机聚合物太阳能电池仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。为了使有机聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发具有较高能量转换效率的新型材料仍是这一领域的首要任务。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术所要解决的问题在于提供一种转化效率高的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供的一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物，其结构通式如下：式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数本专利技术实施例的另一目的在于提供一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，包括如下步骤:分别提供如下结构式表示的化合物A和B，A：即6,6,12,12-四烷基-2,8-二频哪醇硼酸酯-6,12-二氢茚并[1,2-b:1',2'-e]吡嗪；B：即4-(2-(2,5-二溴噻吩-3-基)乙烯基)-N-(4-(烷氧基)苯)-N-苯基苯胺；在无氧环境（优选氩气、氮气中的至少一种气体组成的无氧环境）下，将摩尔比为1:1～1.2的化合物A和B添加入含有催化剂和碱溶液的有机溶剂中溶解后，于70～130℃下进行Suzuki耦合反应12～96小时，降温后停止耦合反应，经分离提纯反应液，得到如下结构通式的所述含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物：式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数。其中，所述催化剂为所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯或四三苯基膦钯；或者所述催化剂为摩尔比为1:4～8的醋酸钯与三(邻甲基苯基)膦混合物，或者摩尔比为1:4～8的三二氩苄基丙酮二钯与2-双环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯混合物；所述催化剂与所述化合物A的摩尔比为1:20～1:100。在优选的实施例中，所述碱溶液选自碳酸钠溶液、碳酸钾溶液及碳酸氢钠溶液中的至少一种；所述碱溶液中，碱溶质与化合物A的摩尔比为20:1。在优选的实施例中，有机溶剂选自溶剂为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的至少一种。在优选的实施例中，Suzuki耦合反应温度为90～120℃下、反应时间为24～72小时。在优选的实施例中，分离提纯反应液包括步骤：反应停止后，向反应液中加入甲醇沉析，通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷抽提，然后以氯仿为溶剂抽提至无色，收集氯仿溶液并旋干得到粉末，收集后的粉末再在真空下50℃干燥24h后，得到所述含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物。本专利技术还提供一种有机太阳能电池器件，其活化层的电子给体材料采用如下结构式的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物：式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数。本专利技术的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物中，三苯胺是一个优良的空穴传输单元；二茚并吡嗪是一种具有刚性平面结构的杂环化合物，它具有较高的热稳定性和电子迁移率。将上述含三苯胺侧链的共聚物应用于太阳能电池中，可以提高光转化效率。上述含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，用了较简单的合成路线，从而减少工艺流程，原材料价廉易得，使得制造成本降低；且值得的聚合材料结构新颖，溶解性能良好，成膜性能优良，吸收范围宽，且能量转换效率得到提高。附图说明图1为实施例1制得的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的紫外可见吸收光谱图；图2为实施例6制得的有机太阳能电池器件的结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术专利的内容，下面通过具体的实例和图例来进一步说明本专利技术的技术案，具体包括材料制备和器件制备，但这些实施实例并不限制本专利技术，其中化合物A、化合物B均购自于台湾机光科技股份有限公司。实施例1：本实施例的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物，即聚{6,6,12,12-四正辛烷基-2,8-二基-6,12-二氢茚并[1,2-b:1',2'-e]吡嗪-co-4-(2-(2,5-二基噻吩-3-基)乙烯基)-N-(4-(正辛氧基)苯)-N-苯基苯胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物，其特征在于，其结构通式如下：式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数。

【技术特征摘要】
1.一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物，其特征在于，其结构通式
如下：
式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数。
2.一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于，
包括如下步骤：
在无氧环境下，将摩尔比为1:1～1.2的结构式为
的化合物A和结构式为的化合物B
添加入含有催化剂和碱溶液的有机溶剂中溶解，于70～130℃下进行Suzuki
耦合反应12～96小时，降温后停止耦合反应，分离提纯反应液，得到如下
结构通式的所述含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物：
式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为12～97的整数。
3.根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方

\t法，其特征在于，所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯或四三苯基膦钯；所
述催化剂与所述化合物A的摩尔比为1:20～1:100。
4.根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方
法，其特征在于，所述催化剂为摩尔比为1:4～8的醋酸钯与三(邻甲基苯基)
膦混合物，或者摩尔比为1:4～8的三二氩苄基丙酮二钯与2-双环己基膦-2’,
6’-二甲氧基联苯混合物；所述催化剂与所述化合物A的摩尔比为
1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，张振华，王平，钟铁涛，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44