[发明专利]含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体材料技术领域，特别是涉及一种含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

有机太阳能电池由于具有无机太阳能电池无法比拟的一些优点，如成本低廉、制作工艺简单、产品重量轻、可大面积柔性制备等优点而作为一种具有潜力的可再生能源受到人们的广泛关注。

人们一直致力于解决有机太阳能电池光电转换效率低的问题，虽然有机太阳能电池的性能有了稳步提高，其能量转换效率已接近10%，但是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，要想实现有机太阳能电池的商业化，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。

有机半导体材料的种类繁多，其中，共轭聚合物类有机半导体材料因在设计和器件制造工艺上的进步，使得聚合物太阳能电池的光电转换效率已经取得较大提高。聚合物太阳能电池未来面临的挑战之一就是合成新型的共轭聚合物材料，而共轭聚合物材料需要具备以下特点：（a）良好的溶解性，有利于溶剂加工，实现工业化生产；(b)对整个太阳光光谱有宽而强的吸收；(c)高的载流子迁移率，有利于载流子传输。其中，如何拓宽共轭聚合物材料的光吸收范围，使其光吸收范围最大程度地覆盖整个太阳光光谱对提高有机太阳能电池的光电转换效率至关重要。

发明内容

基于此，有必要提供一种光吸收范围宽的含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法。

一种含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物，结构式如下：

其中，n为1~60的自然数；R₁和R₂为H、C₁~C₁₀的烷基或C₁~C₁₀的烷氧基；R₃为C₁~C₁₆的烷基；R₄和R₅为H或C₁~C₁₆的烷基。

一种含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，具体步骤如下：

在保护气体氛围下，将化合物A和化合物B按照摩尔比为1:1~1.5:1的比例在催化剂和有机溶剂中进行回流搅拌反应，得到所述含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物，

其中，化合物A的结构式如下：

化合物B的结构式如下：

含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物的结构式如下：

其中，n为1~60的自然数；R₁和R₂为H、C₁~C₁₀的烷基、C₁~C₁₀的烷氧基；R₃为C₁~C₁₆的烷基；R₄和R₅为H、C₁~C₁₆的烷基。

上述制备方法工艺简单、反应易于控制、适于工业化生产，制备得到的含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物可以应用于有机太阳能电池、有机电致发光、有机场效应晶体管、有机光存储、有机非线性材料及有机激光等领域中。

附图说明

图1为实施例8有机太阳能电池器件的结构示意图；

图2为实施例9有机电致发光器件的结构示意图；

图3为实施例10有机场效应晶体管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用进行进一步的说明。

一实施方式的含异靛蓝-二苯并噻吩苯并二噻吩的共轭聚合物，结构式如下：

其中，n为1~60的自然数；R₁和R₂为H、C₁~C₁₀的烷基、C₁~C₁₀的烷氧基；R₃为C₁~C₁₆的烷基；R₄和R₅为H、C₁~C₁₆的烷基。