[发明专利]梯形聚苯并二呋喃

说明书

本发明公开了一种聚苯并二呋喃梯形聚合物。

技术领域

本发明的领域是梯形聚合物。

背景技术

可再生能源和材料是一个快速发展的领域，其发展需求比以往更高。可再生能源的一个主要分支是有机电子和半导体材料。由共轭小分子制成的有机半导体与其基于硅的对应物相比具有若干优点，包括可再生能力、它们被溶液加工成轻质和柔性薄膜的能力、以及它们通过化学合成容易地调节其性质的能力。

基于稠合的芳族有机化合物的低带隙材料对于有机光伏器件(OPV)的开发是重要的，因为它们可以吸收较小芳族单元所不能吸收的较长波长的太阳光谱。通过最小化芳族单元之间的各种空间相互作用，可以通过增加共轭主链的平面性来减小带隙。空间相互作用倾向于引起骨架扭曲，其导致仅在较短的分段距离上有效的π电子共轭。该距离受不同化合物结构的影响，并且在不同材料之间固有地变化。随着共轭长度的增加，带隙将不断减小。然而，共轭有机材料将达到额外的共轭单元将不再导致显著的带隙减小的点。以这种方式，增加的共轭长度快速接近带隙的渐近值。

合成高度平面的低带隙材料的一种手段是使用通过共轭聚合物(CP)的大部分(如果不是全部)稠合的聚合物系统。完全由稠环组成的CP称为梯形聚合物。由于上述原因，梯形聚合物具有非常低的带隙。此外，由于相邻聚合物链之间的π-堆叠，延长的稠环系统的另一个益处是更好的电荷传输。与梯形聚合物相关的一个挑战是在有机溶剂中用以保持可溶液加工的溶解性差。

发明内容

根据一个实施方式，公开了一种聚苯并二呋喃(PBDF)梯形聚合物。

根据另一个实施方式，公开了一种有机光伏(OPV)器件。所述OPV器件包括含有聚苯并二呋喃梯形聚合物的有源层。

根据另一个实施方式，公开了形成聚苯并二呋喃梯形聚合物的方法。所述方法包括形成每个重复单元包括两个芳基-碘化物官能柄(functional handle)的聚苯并二呋喃材料。所述方法还包括由所述聚苯并二呋喃材料形成聚苯并二呋喃梯形聚合物。

通过如附图中所示的本发明的示例性实施方式的以下更具体的描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记通常表示本发明的示例性实施方式的相同部分。

附图说明

现在将通过仅以示例的方式参考附图来描述本发明的实施方式，其中：

图1是说明根据一个实施方式形成聚苯并二呋喃(PBDF)材料的方法的化学反应图。

图2是说明根据一个实施方式形成PBDF材料的方法的化学反应图。

图3是说明根据一个实施方式形成梯形PBDF的方法的化学反应图。

图4是说明根据一个实施方式形成梯形PBDF的方法的化学反应图。

图5是说明根据一个实施方式形成梯形PBDF的方法的化学反应图。

图6是说明根据一个实施方式形成梯形PBDF的方法的化学反应图。

图7是显示形成每个重复单元包括两个芳基-碘化物官能柄的PBDF材料的方法的特定实施方式的流程图。

图8是显示形成包括梯形PBDF的有机光伏(OPV)器件的有源层的方法的特定实施方式的流程图。

具体实施方式

本公开描述了聚苯并二呋喃(PBDF)、形成PBDF的方法、梯形PBDF、以及形成梯形PBDF的方法。在特定实施方式中，梯形PBDF可以用作有机光伏(OPV)器件的有源层的组分。