[发明专利]含1,2,5‑恶二唑并异吲哚‑5,7（6H）‑二酮的聚合物及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物应用于光电子材料与器件领域，特别涉及一种含1,2,5-恶二唑并异吲哚-5,7(6H)-二酮的聚合物及其制法与应用。

背景技术

太阳能是一种绿色可再生资源，有机太阳能电池活性层材料的种类繁多且有机分子的化学结构容易修饰，化合物的制备提纯加工简便，可以制成大面积的柔性薄膜器件，拥有未来成本上的优势以及资源的广泛分布性。有机太阳能电池可制备成膜，并且可以制备形成可卷曲折叠的衬底上形成柔性的太阳能电池。有机太阳能电池具有制造面积大、廉价、简易、柔性等优点。因而具有巨大的商业开发和应用前景。但是，目前有机太阳能共轭分子材料种类开发不足，为了实现高效的光电转换，从活性层材料的角度上考虑，需要每个活性层材料对太阳光有高效率的吸收以及高载流子迁移率，从而得到高的转换效率。要实现这些目标，研制更多的新型给体聚合物就显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于针对目前新型共轭分子材料开发的不足，提供能量转换效率较高的一种含1,2,5-恶二唑并异吲哚-5,7(6H)-二酮单元的聚合物。

本发明的另一目的在于提供所述的一种含1,2,5-恶二唑并异吲哚-5,7(6H)-二酮的聚合物的制备方法与应用。

本发明通过以下技术方案实现。

一种含1,2,5-恶二唑并异吲哚-5,7(6H)-二酮的聚合物,结构通式如下：

其中，R₁为氢原子或烷基链；所述烷基链为具有1～24个碳原子的直链、支链或者环状烷基链，或烷基链中一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基或硝基取代，氢原子被卤素原子或上述官能团取代；Ar₁、Ar₂为芳香基团；D为电子给体单元；所述n为1～10000的自然数；电子给体单元D与6-R₁-5H-[1,2,5]恶二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮以共轭方式相连，n为所述共轭聚合物的聚合度。

进一步地，所述芳香基团Ar₁、Ar₂为如下所述的一种或两种以上：

其中，R₂为氢原子或烷基链，或烷基链中一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、氨基正离子、羰基、羧基、硝基、苯基或恶吩基取代，或烷基链中一个或多个氢原子被卤素原子取代。

进一步地，所述电子给体单元D为如下所示结构的一种以上：

其中，R₃、R₄为氢原子或烷基链，或烷基链中一个或多个碳原子被氧原子、卤素原子、烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羰基、羧基、硝基、苯基或恶吩基取代，或烷基链中一个或多个氢原子被卤素原子取代。

更进一步地，所述R₂、R₃、R₄为具有1～30个碳原子的直链、支链或者环状烷基链。

更进一步地，所述R₁、R₂、R₃、R₄为具有1～24个碳原子的直链、支链或者环状烷基链。

制备以上所述的一种含6-R₁-5H-[1,2,5]恶二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮的聚合物的方法，包括以下步骤：将电子给体单元D与含6-R₁-5H-[1,2,5]恶二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮单体进行still偶联共聚反应，得到含6-R₁-5H-[1,2,5]恶二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮的聚合物。

进一步地，所述电子给体单元D与含6-R₁-5H-[1,2,5]恶二唑并[3,4-f]异吲哚-5,7(6H)-二酮单体的摩尔比为1：1。

进一步地，所述反应的条件为微波200℃反应45min。

以上所述共轭聚合物在制备聚合物发光二极管器件的发光层、制备聚合物场效应晶体管中半导体活性层或制备聚合物太阳能光伏电池的活性层中应用。