[发明专利]含苯并噻二唑基的聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机太阳能电池材料，尤其涉及一种含苯并噻二唑基的聚合物和应用。

背景技术

利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。有机半导体材料以其原料易得、价格低廉、工艺简单、稳定性强、光伏效应良好等优点备受关注。自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE（N.SSariciftci,L.Smilowitz,A.J.Heeger,et al.Science,1992,258,1474）上报道共轭聚合物与C₆₀之间的光诱导电子转移现象后，有机聚合物太阳能电池逐渐成为研究的热点。近年来这方面的研究取得了飞速的发展，但是有机聚合物太阳能电池仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。为了使有机聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发具有较高能量转换效率的新型材料仍是这一领域的首要任务。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种可以提高光电转换效率的含苯并噻二唑基的聚合物。

本发明的技术方案如下：

一种含苯并噻二唑基的聚合物，该聚合物具有如下结构式：

式中，R₁、R₂均为C₁～C₂₀的烷基，n为10-100的整数。

本发明还提供所述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物A和B，

A：B：其中，R₁、R₂均为C₁～C₂₀的烷基；

在无氧环境下，将摩尔比为1:1~1.2的化合物A和B加入含有催化剂的有机溶剂中溶解后，于70～130°C下进行Stille耦合反应6～60小时，降温后停止聚合反应，将反应液分离提纯，即得如下结构式表示的所述聚合物：

式中，n为10-100的整数。

所述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，其中，无氧环境主要是由氮气和氩气中至少一种气体组成。

所述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，其中，所述有机溶剂为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的至少一种。

所述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，其中，所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯、四三苯基膦钯、摩尔比为1:4～8的醋酸钯与三邻甲苯基膦混合物或者摩尔比为1:4～8的三二氩苄基丙酮二钯与2-双环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯混合物；所述催化剂与化合物A的摩尔比为1:20~1:100。

所述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，其中，所述Stille耦合反应的反应温度为90～120°C，反应时间为12～48小时。

所述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，其中，Stille耦合反应停止后，对反应液的分离提纯过程包括如下步骤：

向反应液中加入甲醇沉析，通过索氏提取器过滤沉析物，接着依次用甲醇和正己烷抽提，然后以氯仿为溶剂抽提，收集氯仿溶液并旋干，真空下50°C干燥24h后，得到所述聚合物。

本发明还提供一种上述聚合物在有机太阳能电池中作为活化层材料的应用。

本发明提供的含苯并噻二唑基的聚合物，苯并噻二唑是一个重要的电子受体单元，通过引入双噻吩后，吸收范围变宽，带隙也变小;环戊烷并二噻吩(PDT)具有易修饰的光物理性质，其共聚合物显示出了优良的光伏性能。将苯并噻二唑与PDT通过Stille偶联方法共聚制备的聚合物应用于太阳能电池中可以解决有机电致发光器件低效率问题。

上述含苯并噻二唑基的聚合物的制备方法，采用了较简单的合成路线，从而减少工艺流程，原材料价廉易得，使得制造成本降低。

附图说明

图1为实施例1制得的含苯并噻二唑基的聚合物的紫外可见吸收光谱图；

图2为实施例6制得的有机太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明专利的内容，下面通过具体的实例和图例来进一步说明本发明的技术案，具体包括材料制备和器件制备，但这些实施实例并不限制本发明，其中化合物A的单体和化合物B的单体从市场上购买得到。

实施例1：