-二 基]-2, 5-噻吩二基-2, 1，3-苯并噻二唑-4, 7-二基-2, 5-噻吩二基](PCDTBT)購買 自 I-Material 公司；聚{2, 6-[4, 4-二（2-乙基己基）-二噻吩[3, 2-b:2'，3' -d]噻 咯]-共-1，3- [5-辛基噻吩[3, 4-c]吡咯-4, 6-二酮]} (PDTSTro)，是按照文獻(xiàn)[1八111· Chem. Soc.，2008,130,16144]公開的方法制備；碳70衍生物小分子[6, 6]-苯基-C71 丁酸 甲基醋（PC71BM)購買自Sigma-Adlrich公司。
[0063] 同批號ITO襯底若干，規(guī)格為15毫米X 15毫米，方塊電阻約為20歐姆/ □，依次 用丙酮、微米級半導(dǎo)體專用洗滌劑、去離子水、異丙醇超聲處理10分鐘清潔ITO襯底表面， 隨后放入恒溫烘箱中80°C下靜置4小時烘干。烘干后的ITO襯底用氧等離子體蝕刻儀以等 離子體轟擊10分鐘除去ITO襯底表面附著的有機雜質(zhì)，然后在ITO上面用型號為Baytron P VP AI 4083的PEDOT :PSS的水分散液旋涂約40nm的薄膜作為空穴傳輸層。成膜后，將 樣品轉(zhuǎn)移到加熱臺上140°C加熱20分鐘，以上步驟均在大氣中完成。最后才將附有PEDOT : PSS層的ITO襯底轉(zhuǎn)移進(jìn)氮氣手套箱。
[0064] 將實施例2中的組合物溶解于氯苯中，TOTSTPDE的質(zhì)量濃度為3. 8毫克/毫升， 1，8辛二硫醇的體積分?jǐn)?shù)為lvol%，光引發(fā)劑（苯基雙（2, 4, 6-三甲基苯甲?；┭趸?和2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物，質(zhì)量比為1:4)占聚合物質(zhì)量的3%。在 PEDOT :PSS上旋涂TOTSTPDE溶液，然后干燥除去溶劑，得到厚度為6納米左右的干燥薄膜。 紫外光照射5秒之后，于50°C的加熱板上加熱10分鐘使其形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)TOTSTPDE薄膜。
[0065] 將溶有I3DTSTPD !PC71BM的氯苯溶液或者溶有PCDTBT !PC71BM的鄰二氯苯：氯苯混 合溶液在這一空穴傳輸層上旋涂成太陽電池的吸光層。其中PDTSTro :pc71bm的質(zhì)量比是 1 :2,在氯苯溶液中的濃度為8毫克/毫升，氯苯溶液添加3vol %的1，8-辛二硫醇，旋涂的 轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘，厚度測定為90納米左右；PCDTBT :PC71BM的質(zhì)量比是1 :4,在溶劑中 的濃度為5毫克/毫升，溶劑由鄰二氯苯和氯苯按照1 :3的體積比配置，旋涂的轉(zhuǎn)速為800 轉(zhuǎn)/分鐘，厚度測定為85納米左右。膜厚用Alpha-Tencor-500表面輪廓儀測定。之后在 活性層上面旋涂一層5納米左右的PFN，PFN溶解于甲醇：乙酸=100 :1 (體積比）的混合 溶劑中，濃度為〇. 2毫克/毫升，旋涂的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘。最后通過真空蒸鍍的方法 沉積一層100納米左右的金屬鋁。器件的有效器件面積由掩膜于ITO交互蓋的區(qū)域確定， 為0. 16平方厘米。所有制備過程除鋁電極蒸鍍外均在提供氮氣氛圍的手套箱內(nèi)進(jìn)行，而蒸 鍍鋁電極是在真空度為IX KT6毫巴的鍍倉中進(jìn)行。
[0066] 器件性能測試在Oriel 91192型AM 1.5G太陽光模擬燈的照射下進(jìn)行，輻照度為 1000瓦特/平方米，使用Keithley 2400型數(shù)字源表測量電流-電壓曲線，從而獲得能量轉(zhuǎn) 換效率等關(guān)鍵參數(shù)。為顯示本發(fā)明所采用的巰基-烯交聯(lián)TOTSTPDE空穴傳輸層的效果，對 比結(jié)果如表1所示。
[0067] 表 1
[0068]
[0069] 表1和圖2顯示，在基于PCDTBT !PC71BM和TOTSTPD !PC71BM體系的太陽電池中，增 加了具有烯基官能團(tuán)的共軛聚合物材料roTSTPDE經(jīng)巰基-烯交聯(lián)而成的空穴傳輸層后，器 件的性能參數(shù)顯著提高。
[0070] 圖3顯示了具有烯基官能團(tuán)的共軛聚合物材料roTSTPDE經(jīng)巰基-烯交聯(lián)而成的 空穴傳輸層增加了器件的外量子效率，在PCDTBT :PC71BM體系中起到了顯著的增加吸收的 作用。
[0071] 圖4和圖5顯示了器件的空穴電流密度-有效電壓的曲線，通過擬合獲得器件的 等效空穴迀移率?；趓cDTBT :PC71BM的體系，沒有roTSTPDE交聯(lián)層時，器件的空穴迀移 率為I. I X KT4CmW1，增加 roTSTPDE交聯(lián)層后，空穴迀移率為3. 6 X KT4CmW1;而基于 PDTSTro !PC71BM體系，沒有roTSTPDE交聯(lián)層時，器件的空穴迀移率為8. 7 X lO'mW1，增 加 roTSTPDE交聯(lián)層后，空穴迀移率為3. 9X lOlmW1?？梢妑oTSTPDE交聯(lián)層可以有效 改進(jìn)有機太陽電池的空穴傳輸性能。
[0072] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 含烯基/炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)：其中，F(xiàn)為含有烯基或炔基的交聯(lián)基團(tuán)；A1和A2為含有苯環(huán)或噻吩衍生物的芳香基 團(tuán)； R1和R2為C1~C22的直鏈、支鏈或環(huán)狀鏈烷基；或者為具有以下結(jié)構(gòu)的烷基：烷基上 一個或多個碳原子被氧原子、芳基、羥基、胺基、羰基、羧基、酯基、氰基、硝基中的一種或以 上官能團(tuán)取代，氫原子被鹵素原子氧原子、芳基、羥基、胺基、羰基、羧基、酯基、氰基、硝基中 的一種或以上官能團(tuán)取代； 0〈x<1，0<y〈l，x+y=1 ;n為聚合度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含烯基/炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料，其特征在于，所述 A1和A2為芴、咔唑、硅芴、苯并二噻吩、苯、噻吩、并噻吩、噻吩并環(huán)戊二烯、噻吩并噻咯、噻 吩并吡咯二酮、吡咯并吡咯二酮J引噪芴、D引噪咔唑中的一種以上；或為以上結(jié)構(gòu)的衍生物 中的一種以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含烯基/炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料，其特征在于，所述 A1和A2的結(jié)構(gòu)為如下結(jié)構(gòu)中的任意一種；或為如下結(jié)構(gòu)的衍生物中的任意一種：4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含烯基/炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料，其特征在于，所述F 為以下結(jié)構(gòu)的任意一種：5. 點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物，其特征在于，包括權(quán)利要求1~4任一項所述的含烯基/ 炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料和具有巰基官能團(tuán)的交聯(lián)劑；所述具有巰基官能團(tuán)的交聯(lián)劑 的分子結(jié)構(gòu)中具有兩個以上具有反應(yīng)活性的巰基；組合物中烯基/炔基官能團(tuán)與巰基官能 團(tuán)的摩爾比為1:0. 7~0. 9。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物，其特征在于，所述具有巰基官能 團(tuán)的交聯(lián)劑為以下結(jié)抝由的杯音一釉.7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物，其特征在于，還包括光引發(fā)劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物，其特征在于，所示光引發(fā)劑為苯 基雙（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦和2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物，或 為安息香二甲醚。9. 根據(jù)權(quán)利要求5~8任一項所述的點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物，其特征在于，在光照或 加熱條件下，所述點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成不溶不熔的聚合物互穿網(wǎng) 絡(luò)薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開了含烯基/炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料、包含上述含烯基/炔基官能團(tuán)的共軛聚合物材料和具有巰基官能團(tuán)的交聯(lián)劑的點擊化學(xué)可交聯(lián)的組合物。本發(fā)明的組合物可溶解于有機溶劑中，選擇性添加光引發(fā)劑，經(jīng)溶液加工成膜后在紫外光照射或者加熱的條件下交聯(lián)形成不溶不熔的聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)薄膜，反應(yīng)條件簡單、速度快、產(chǎn)率高、環(huán)境友好；可以克服溶液加工制備多層器件時層與層之間的界面混溶現(xiàn)象，適于制備復(fù)雜的多層有機電子器件，應(yīng)用在有機光電器件中。
【IPC分類】C08K5/37, C08J3/24, C08G61/12, H01L51/46, C08L65/00
【公開號】CN104945602
【申請?zhí)枴緾N201510246673
【發(fā)明人】黃飛, 蔡婉珠, 劉鵬, 韓續(xù), 曹鏞
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月14日