[发明专利]一种纤维素电子传输聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及有机光电器件电子传输材料的技术领域，公开了一种纤维素电子传输聚合物及其制备方法和应用。纤维素电子传输聚合物的结构式为该纤维素电子传输聚合物用于制备有机电致发光二极管的电子传输材料和有机太阳能电池的阴极界面材料。本发明提出的TEMPO氧化纤维素电子传输聚合物通过在纤维素侧链引入具有电子传输特性的功能基团，调控纤维素及其衍生物的溶解性、成膜性和电子传输特性，拓展其光电新功能。从本发明纤维素电子传输聚合物应用来看，应用其制备的有机电致发光二极管的最大效率高达6.88cd/A，最大亮度高达21500cd/m²，外量子效率近6％，均取得了显著的技术效果。应用其制备的有机太阳能电池的光电转效率约达到8.6％～15.4％，效果非常优异。

技术领域

本发明涉及有机光电器件电子传输材料的技术领域，更具体地，涉及一种纤维素电子传输聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着信息技术的快速发展，传统无机半导体器件因其制备工艺复杂、选材限制等问题已经无法满足应用领域的各种需求，具有材料来源广泛、制备工艺简单、可大面积柔性化等优点的有机光电器件成为当前光电器件领域的研究热点。

对于有机光电器件而言，其研究主要集中在有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OSC)和钙钛矿电池(PSC)上，在这些有机光电器件中，器件中电子的有效传输是直接决定器件性能好坏的关键。鉴于此，国内外一些知名大学和研究机构已在其电子传输材料和器件方面开展了各具特色的研究工作，并取得了一些有价值的研究成果。如：专利ZL200910092745.4、ZL201010157742.7、ZL201410133682.3、ZL201610937123.7等明确保护其材料的电子传输特性。比较分析这些专利保护的各种电子传输材料，其材料合成复杂、污染大、成本高，材料废弃之后不易降解，严重污染环境。因此，探索开发新型资源丰富、环境友好型电子传输材料替代化石原料已经迫在眉睫。

纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素及其衍生物通常具有良好的生物相容性、可生物降解、优越的柔韧性、无毒和可再生性等优势，更为重要的是，纤维素通过不同的处理和接枝改性可以实现其不同功能的材料。如：专利ZL201610374542.4保护了一种交联醛化纳米细菌纤维素多孔材料；ZL201610601079.2保护了一种快速止血功能的氧化纤维素纳米纤维膜；US10121971专利保护了一种纤维素复合物导电膜作为太阳能电池的应用。然而，关于纤维素及其衍生物作为有机光电器件电子传输材料的研究仍然未见报道。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的问题，提供一种纤维素电子传输聚合物。

本发明的另一个目的在于提供一种纤维素电子传输聚合物的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种纤维素电子传输聚合物的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种纤维素电子传输聚合物，所述纤维素电子传输聚合物的结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：

其中，所述R选自以下两种：

聚合物n为5000～15000；

聚合物m为5000～20000。

一种所述纤维素电子传输聚合物的制备方法，包括以下步骤：

在极性溶剂和催化剂的条件中，用式Ⅲ化合物与式Ⅳ或式Ⅴ化合物反应，得到式Ⅰ或式Ⅱ化合物；

其中，所述R选自以下两种：

聚合物n为5000～15000；