[发明专利]一种三苯胺单元卟啉共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物合成技术领域，具体的说是涉及一种三苯胺单元卟啉共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

当今世界经济主要是建立在以化石能源，如煤炭、石油和天然气等基础之上的经济。然而，这些不可再生的化石能源都在不断的枯竭。进入21世纪以来，全球性的能源问题以及随之而来的环境污染和气候变暖等问题日益凸现和逐渐加剧。由于太阳能具有分布普遍和广阔，资源数量多，无污染，清洁，安全以及获取方便等突出优点，被认为是最有希望的可再生能源之一。太阳能电池直接把太阳光能转化成电能，是利用太阳能切实可行的有效方法。然而，目前商品化的太阳能电池还局限于硅基等无机太阳能电池，但它们的价格过于昂贵，超出了目前人们普遍可以接受的程度，这大大限制了它们的使用范围。为了降低电池成本，拓展应用范围，长期以来，人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。

有机太阳能电池是一种新型的太阳能电池，相对于无机半导体材料来源有限、价格昂贵、有毒、制备工艺复杂、成本太高等而言，它具有无机太阳能电池无法比拟的一些优点，如材料来源广泛，结构多样性和可调控性，成本低廉，安全环保，制作工艺简单，产品重量轻，可大面积柔性制备等等，可以广泛应用在建筑、照明和发电等多种领域，具有重要的发展和应用前景。因此，国内外众多的研究机构和企业等都给予了相当的关注和投入。然而，到目前为止，有机太阳能电池的光电转换效率比无机太阳能电池还是要低很多。因此，开发新型的有机半导体材料对于提高有机太阳能电池的效率具有重要意义。

目前用于地面的硅晶电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到限制。为了降低电池成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。有机半导体材料以其原料易得、廉价、制备工艺简单、环境稳定性好、有良好的光伏效应等优点备受关注。自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE上报道共轭聚合物与C₆₀之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。限制性能提高的主要制约因素有：有机半导体材料的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配，有机半导体相对较低的载流子迁移率以及较低的载流子的电极收集效率等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种三苯胺单元卟啉共聚物，该共聚物具有良好的电子缓冲性、光电磁性、刚柔性，以及较好的热稳定性、环境稳定性、溶解性能和成膜加工性能。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、反应条件温和、产率高，易于操作和控制的三苯胺单元卟啉共聚物的制备方法。

本发明进一步的目的在于提供上述三苯胺单元卟啉共聚物在有机光电材料、聚合物太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储器件或/和有机激光器件中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种三苯胺单元卟啉共聚物，其分子结构通式为下述(I)：

式中：R₁、R₂、R₃、R₄选自C₁～C₃₂的烷基；n为1～100之间的整数。

以及，一种三苯胺单元卟啉共聚物制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物A、B，其中，R₁、R₂、R₃、R₄选自C₁～C₃₂的烷基；

在无氧环境中和催化剂、有机溶剂存在的条件下，将化合物A、B进行Suzuki耦合反应，得到结构通式为(I)的三苯胺单元卟啉共聚物，

式中，n为1～100之间的整数。

进一步的，本发明三苯胺单元卟啉共聚物在有机光电材料、聚合物太阳能电池、有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光存储器件或/和有机激光器件中的应用。

该三苯胺单元卟啉共聚物与现有技术相比至少具备以下优点：