[发明专利]含咔唑卟啉-噻吩并吡嗪共聚物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含咔唑卟啉-噻吩并吡嗪共聚物，其特征在于，具有以下结构式(I)：

式中：n为1-100间的整数，R₁，R₂为相同或不相同的氢或C₁-C₃₂的烷基。

2.一种含咔唑卟啉-噻吩并吡嗪共聚物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

提供结构式(A)的5，15-二溴-10，20-烷基咔唑卟啉和结构式(B)的双硼酸酯基噻吩并[3，4-b]吡嗪：

式中：n为1-100间的整数，R₁，R₂为相同或不相同的氢或C₁-C₃₂的烷基。

无氧环境中，催化剂和有机溶剂存在条件下，将5，15-二溴-10，20-烷基咔唑卟啉与双硼酸酯基噻吩并[3，4-b]吡嗪进行Suzuki耦合反应，制得结构式(I)所述含咔唑卟啉-噻吩并吡嗪共聚物的溶液；

反应式如下：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，Suzuki耦合反应中，所述催化剂的摩尔用量为双硼酸酯基噻吩并[3，4-b]吡嗪的0.05％-30％；所述5，15-二溴-10，20-烷基咔唑卟啉与双硼酸酯基噻吩并[3，4-b]吡嗪的用量摩尔比为1∶1.5～1.5∶1；反应温度为50-120℃，反应时间为12～72小时。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机钯或有机钯与有机磷配体的混合物；

所述有机钯为Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₄、Pd(OAc)₂、或Pd(PPh₃)₂Cl₂；

所述有机磷配体为P(o-Tol)₃或三环己基膦。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机钯和有机膦配体的混摩尔比为1∶2-20。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、苯或甲苯中的至少一种；所述无氧环境是由氮气和/或惰性气体构成的。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，Suzuki耦合反应结束后，还包括对所述含咔唑卟啉-噻吩并吡嗪共聚物进行纯化步骤：

将所述共聚物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥，得含杂共聚物胶体；随后用甲苯溶解，得共聚物的甲苯溶液；

将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80-100℃加热搅拌混合液，将混合液通过氧化铝的柱层析，分离出共聚物，然后氯苯淋洗，随后减压除去有机溶剂，最后用丙酮索氏提取共聚物，得到所述共聚物固体。

8.一种有机太阳能电池器件，包括衬底，沉积在衬底一个表面上的、作为阳极的导电层，涂覆在导电层上的起修饰作用的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)层，涂覆在聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)层表面的活性层，以及设置在活性层表面、作为阴极的金属铝层；其特征在于，所述活性层的材质为混合物，包括以[6，6]苯基-C₆₁-丁酸甲酯为材质的电子给体材料和以含咔唑卟啉-噻吩并吡嗪共聚物为材质的电子受体材料，该共聚物具有如下结构式(I)：

式中：n为1-100间的整数，R₁，R₂为相同或不相同的氢或C₁-C₃₂的烷基。