專利名稱：含二呋喃并噻唑的二溴單體及其共軛聚合物、用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一類可溶液處理的有機半導體材料，尤其是一類含二呋喃并噻唑的二溴單體及其共軛聚合物、用途。
背景技術：
可再生能源是未來能源的必然發展方向，其中的太陽能利用收到廣泛關注。目前，無機太陽能電池已廣泛商用。有機聚合物太陽能 電池，因其可實現溶液加工處理，制備大面積的柔性器件，有望實現低成本和大規模的工業應用，近年來受到科學研究者的極大重視。有機聚合物太陽能電池材料的特點在于，有機材料的種類多，結構可剪裁、性能可調控。(參見文獻Gao, J.，Yu, G.，and Heeger, A. J. , Polymer p-i-n JunctionPhotovoltaic Cells,Adv.Mater. , 10,692 - 695. (1998) ;Dennler, G. , Scharber, M.C. & Brabec, C. J. Polymer-fullerene bulk—heterojunction solar cells. Adv.Mater. 21，1323 - 1338 (2009) ；B. C. Thompson, J. M. Frechet, Angew. Chem. , Int.Ed. 2008，47, 58.)。由于有機聚合物太陽能電池材料的這些特點，基于新結構的低能隙共軛聚合物空穴傳輸材料大量出現，經過能隙和能級調控的此類空穴傳輸材料，帶來了相應聚合物太陽能電池能量轉換效率的不斷提高(參見文獻Li, G.，Zhu, R. and Yang, Y. , polymer solarcells, Nature photonics, 6, 153-161 (2012))。盡管如此,新型空穴傳輸聚合物材料的設計和合成仍然有很大提高空間，同時這項工作也具有很大的挑戰性，更高能量轉換效率的有機聚合物太陽能電池材料的合成和應用，將帶來太陽能電池領域的一次革命。
發明內容
本發明的目的是提供一類含二呋喃并噻唑的二溴單體及其共軛聚合物、用途。該共軛聚合物是主鏈共軛的可溶液加工的低能隙半導體聚合物，是綠色環保的，可持續發展的聚合物太陽能電池材料。本發明中含二呋喃并噻唑的二溴單體，以糠醛為原料，步驟簡單；糠醛是一個重要的由農副產品中制得的工業原料；本發明以糠醛為原料，不僅降低了成本，而且滿足了綠色環保的要求；同時，由于糠醛是農副產品的副產品，這就為最終材料的合成提供了可持續的顏料來源；初步薄膜光伏器件(本體異質結光伏器件)研究表明本發明的半導體聚合物材料具有較高的能量轉化效率。本發明的目的是通過以下的技術方案實現的第一方面，本發明涉及一種含二呋喃并噻唑的二溴單體(DFTT_2Br)，其結構式如式(I)所示
權利要求
1.一種含ニ呋喃并噻唑的ニ溴單體，其特征在于，其結構式如式(I )所示
2.一種如權利要求I所述的含ニ呋喃并噻唑的ニ溴單體的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟以糠醛為原料，以極性有機溶劑為介質，與溴化劑加熱反應，粗產物經重結晶得到所述單體。
3.根據權利要求2所述的含ニ呋喃并噻唑的ニ溴單體的制備方法，其特征在干，所述極性有機溶劑為N，N- ニ甲基甲酰胺、N, N- ニ甲基こ酰胺或ニ甲基亞砜。
4.根據權利要求2所述的含ニ呋喃并噻唑的ニ溴單體的制備方法，其特征在于，所述溴化劑為N-溴代琥珀酰亞胺或溴單質。
5.根據權利要求2所述的含ニ呋喃并噻唑的ニ溴單體的制備方法，其特征在于，所述加熱反應的溫度為50 120°C，時間為4 60小時。
6.一種含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物，其特征在于，所述共軛聚合物的結構式如式(II)所示其中，R1為C8 C2。烷基，≥I。
7.根據權利要求6所述的含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物，其特征在干，所述共軛聚合物是ニ錫單體與如權利要求I所述的ニ溴單體，在Stille偶聯反應條件下聚合而得的；所述ニ錫單體的結構式如式(III)所示其中，R1為C8 C2tl燒基。
式(ill),
8.—種如權利要求6所述的含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物在制備有機光伏器件中的用途，其特征在于，所述含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物與[6，6]-苯基061 丁酸甲酷共混作為有機光伏器件的半導體活性層。
9.一種含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物，其特征在于，所述共軛聚合物的結構式如式(IV)所示 其中，R2為C6 C20燒基；R3為C6 C20燒基或者氫，n ^ I0
10.根據權利要求9所述的含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物，其特征在于，所述共軛聚合物是ニ錫單體與如權利要求I所述的ニ溴單體，在Stille偶聯反應條件下聚合而得的；所述ニ錫單體的結構式如式(V)所示
11.一種如權利要求9所述的含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物在制備有機光伏器件中的用途，其特征在于，所述含ニ呋喃并噻唑單元的共軛聚合物與[6，6]-苯基061丁酸甲酷共混作為有機光伏器件的半導體活性層。
全文摘要
本發明涉及含二呋喃并噻唑二溴單體及其共軛聚合物、用途。所述含二呋喃并噻唑的二溴單體及其共軛聚合物的結構式分別如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示其中，R1為C8～C20烷基，n≥1；其中，R2為C6～C20烷基；R3為C6～C20烷基或者氫，n≥1。本發明中的含全新的二呋喃并噻唑單元的共軛聚合物，是主鏈共軛的可溶液加工的低能隙半導體聚合物，薄膜光伏器件研究表明這類材料具有用作薄膜光伏器件的活性層材料的潛力，本體異質結光伏器件測試中，能量轉化效率達到3.06%。
文檔編號C07D513/04GK102702234SQ20121014150
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者張清, 曹康麗, 李樹崗, 胡超, 鄧平 申請人:上海交通大學