含二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，n為2~200的整數(shù)；R1為C1~C20的烷基或具有下述結(jié)構(gòu)的芳香基團(tuán)：R2、R3、R4為H、C1~C20的烷基或C1~C20的烷氧基。上述二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的載流子遷移率較高。本發(fā)明還提供一種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法、使用該二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的太陽能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件及有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
【專利說明】含二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物及其制備
方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物、其制備方法以及使用該二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的太陽能電池器件及有機(jī)電致發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]能源問題是世界各國(guó)十分關(guān)注的重大問題。太陽能是未來人類最理想的替代能源，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池也是研究的熱點(diǎn)。近年來興起的共軛聚合物薄膜太陽能電池具有成本低、重量輕、制作工藝簡(jiǎn)單、可制備成柔性器件等突出優(yōu)點(diǎn)。此外，有機(jī)材料種類繁多、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，有希望通過材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化來提高太陽能電池的性能。
[0003]萘四羧酸二酰亞胺單元作為一種具有強(qiáng)吸電子能力的優(yōu)良受體單元，在光電材料中的應(yīng)用非常廣泛。萘四羧酸二酰亞胺化合物含有大的平面共軛體系和良好的分子共平面性，分子間大n鍵的相互作用很強(qiáng)。含有萘酰亞胺單元的聚合物具有高的電子和空穴傳輸性質(zhì)，優(yōu)異的電化學(xué)還原性質(zhì)等等。并且萘酰亞胺單元具有較強(qiáng)的可修飾性，可以利用簡(jiǎn)便的方法引入烷基鏈提高溶解度，因此在光電材料中有著廣泛的應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的萘四羧酸二酰亞胺類衍生物的載流子遷移率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種載流子遷移率較高的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物。
[0005]此外，還有必要提 供一種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法。
[0006]此外，還有必要提供一種使用該二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的太陽能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件及有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0007]一種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，具有如下結(jié)構(gòu)式:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:
2.—種二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供如下結(jié)構(gòu)式表示的化合物A及化合物B，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鈀催化劑選自三(二亞芐基丙酮)二鈀與三鄰甲苯基膦的混合物、雙(三苯基膦)二氯化鈀及四(三苯基膦)鈀中的至少一種，所述有機(jī)鈀催化劑與所述化合物A的摩爾比為1:2000~1:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述Stille耦合反應(yīng)在30°C ~130°C下進(jìn)行，所述stille耦合反應(yīng)的時(shí)間為24小時(shí)~72小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述分離提純二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物P的步驟如下:向所述化合物A和化合物B進(jìn)行耦合反應(yīng)后的反應(yīng)液加入甲醇進(jìn)行沉析并過濾，將過濾后得到的固體物干燥后用氯苯溶解加入到二乙基二硫代氨基甲酸鈉的水溶液中在80°C下攪拌過夜，將有機(jī)相用氧化鋁柱層析、氯仿淋洗，除去有機(jī)溶劑后用甲醇沉析，過濾后得到的固體用丙酮索氏提取后再次用甲醇沉降，抽濾后干燥得到純化的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物A的制備過程包括如下步驟: 向-78°C的2，6- 二溴-二噻吩并[3，2-b:2’，3’ -d]噻吩的四氫呋喃溶液中加入正丁基鋰，所述2，6-二溴-二噻吩并[3，2-b:2’，3’ -d]噻吩與所述正丁基鋰的摩爾比為1:3，升溫至室溫后攪拌反應(yīng)0.5小時(shí)后冷卻至_78°C后加入三甲基氯化錫反應(yīng)，升溫至室溫后反應(yīng)24小時(shí)~Tl小時(shí)，所述三甲基氯化錫與所述2，6- 二溴-二噻吩并[3，2-b:2’，3’ -d]噻吩的摩爾比為1:1，分離提純后得到所述化合物A。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物的制備方法，其特征在于，所述化合物B的制備過程包括如下步驟: 在保護(hù)性氣體的氛圍下，將NH2-R1加入2，6- 二溴-1，4，5，8-萘二酐的丙酸溶液中回流反應(yīng)12小時(shí)~18小時(shí)，所述NH2-R1與2，6- 二溴-1，4，5，8-萘二酐的摩爾比為10:1，分離提純后得到所述化合物B，其中R1為C廣C2tl的烷基或具有下述結(jié)構(gòu)的芳香基團(tuán):
8.一種太陽能電池器件，包括活性層，其特征在于，所述活性層的材料包括具有如下結(jié)構(gòu)式的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物P:
9.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括發(fā)光層，其特征在于，所述發(fā)光層的材料為具有如下結(jié)構(gòu)式的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物P:

10.一種有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括有機(jī)半導(dǎo)體層，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體層的材料為具有如下結(jié)構(gòu)式的二噻吩并噻吩-萘四羧酸二酰亞胺共軛聚合物P:

【文檔編號(hào)】C08G61/12GK103788344SQ201210433807
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 李滿園, 黃佳樂, 黎乃元 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司