[发明专利]噻吩类聚合物、其制备方法、包括其的半导体组合物及应用其的太阳能电池

权利要求书

1.一种噻吩类聚合物，其特征在于，所述噻吩类聚合物具有如式Ⅰ所示的分子结构，所述式Ⅰ如下：

式Ⅰ中，

n＝5～500；

R₁和R₂分别独立地选自由氢原子和C1～C30的烷基所组成的组；A为未取代的或取代的亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、多环亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基、多环杂亚芳基或2～6个亚芳基依次通过单键连接所形成的基团。

2.根据权利要求1所述的噻吩类聚合物，其特征在于，所述噻吩类聚合物中A的结构为如下的结构之一：

其中，R₃为氢原子、C1～C20的烷基或C1～C20的烷氧基。

3.根据权利要求2所述的噻吩类聚合物，其特征在于，所述噻吩类聚合物中A的结构为如下的结构之一：

4.根据权利要求3所述的噻吩类聚合物，其特征在于，所述噻吩类聚合物具有如式Ⅱ所示的分子结构，所述式Ⅱ如下：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的噻吩类聚合物，其特征在于，所述噻吩类聚合物的数均分子量为1×10³～1×10⁶，优选为3×10³～5×10⁵，更优选为2×10⁴～2×10⁵。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的噻吩类聚合物的制备方法，其特征在于，所述噻吩类聚合物是通过将单体B和单体C进行聚合反应得到；所述单体B具有如式Ⅲ所示的分子结构如，所述单体C具有如式Ⅳ所示的分子结构，所述式Ⅲ和式Ⅳ如下：

式Ⅲ和式Ⅳ中，X和Y中的一个为硼酸基团、硼酸酯基团、卤化锌基团、卤化镁基团或三烷基锡基团，另外一个为卤族原子；

式Ⅲ中，R₁和R₂分别独立地选自由氢原子和C1～C30的烷基所组成的组；式Ⅳ中，A为亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、多环亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基、多环杂亚芳基或通过单键连接2～6个亚芳基所形成的基团。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述单体B是通过将单体B1和单体B2进行聚合反应得到单体B3后，再将所述单体B3与单体B4反应后得到；所述单体B1具有如式Ⅴ所示的分子结构，所述单体B2具有如式Ⅵ所示的分子结构，所述单体B3具有如式Ⅶ所示的分子结构，所述式Ⅴ、式Ⅵ和式Ⅶ如下：

式Ⅵ和式Ⅶ中，R₁和R₂分别独立地选自由氢原子和C1～C30的烷基所组成的组；

所述单体B4为硼酸、硼酸酯、卤化锌、卤化镁、三烷基卤化锡或卤化氢。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述单体B1是通过将2-溴噻吩进行偶联反应得到。

9.一种半导体组合物，包括给体材料和受体材料，其特征在于，所述给体材料为权利要求1至5中任一项所述的噻吩类聚合物。

10.根据权利要求9所述的半导体组合物，其特征在于，所述受体材料为富勒烯或富勒烯化合物。

11.根据权利要求10所述的半导体组合物，其特征在于，所述富勒烯为C₆₀、C₇₀或C₈₀，所述富勒烯化合物为[6,6]-苯基C₆₁丁酸甲酯或含茚富勒烯。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的半导体组合物，其特征在于，所述半导体组合物中所述给体材料与所述受体材料的质量比为1:1～2。

13.一种太阳能电池，包括光活性层，其特征在于，所述光活性层的材料包括权利要求1至5中任一项所述的噻吩类聚合物。