硒吩聯(lián)噻吩-苯并二（苯并硒二唑）共聚物材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種硒吩聯(lián)噻吩-苯并二（苯并硒二唑）共聚物材料，結(jié)構(gòu)式為：其中，R1、R2、R3及R4為C1～C20的烷基；n為1～100之間的整數(shù)。由化合物硒吩聯(lián)噻吩和苯并二(苯并硒二唑)構(gòu)成的共聚物材料能夠形成一種很強(qiáng)的給體-受體結(jié)構(gòu)，一方面有利于提高了材料的穩(wěn)定性，另一方面有利于降低材料的能帶隙，從而擴(kuò)大太陽(yáng)光吸收范圍，提高光電轉(zhuǎn)化效率。此外，本發(fā)明還涉及一種上述共聚物材料的制備方法及在聚合物太陽(yáng)能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件等領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】砸吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并砸二唑)共聚物材料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及共聚物材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]制備成本低、效能高的太陽(yáng)能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前已商業(yè)化的硅太陽(yáng)能電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。為了降低成本，拓展應(yīng)用范圍，長(zhǎng)期以來(lái)人們一直在尋找新型的太陽(yáng)能電池材料。聚合物太陽(yáng)能電池器件因?yàn)樵蟽r(jià)格低廉、質(zhì)量輕、柔性、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優(yōu)點(diǎn)而具有優(yōu)越的市場(chǎng)前景。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992, 258, 1474)上報(bào)道共軛共聚物材料與 C60 之間的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象后，人們?cè)诰酆衔锾?yáng)能電池器件方面投入了大量研究，并取得了飛速的發(fā)展。但傳統(tǒng)的聚合物太陽(yáng)能電池器件的能量轉(zhuǎn)換效率仍較低，一方面是由于共聚物材料的載流子遷移率比無(wú)機(jī)單晶材料的遷移率低了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)；另一方面所使用的共軛共聚物材料光電池材料的吸收光譜與太陽(yáng)光譜不能很好地匹配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種能提高光電轉(zhuǎn)換效率的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料及其制備方法和應(yīng)用。
[0004]—種硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料，結(jié)構(gòu)式為:
[0005]

【權(quán)利要求】
1.一種硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料，結(jié)構(gòu)式為:
其中，RpR2J3及R4 SC1-C2q的烷基;η為I~100之間的整數(shù)。
2.—種硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供化合物A和化合物B，所述化合物A的結(jié)構(gòu)式為:
所述化合物B的結(jié)構(gòu)式為:
R1' R2、R3及R4為C1~C20的烷基； 在惰性保護(hù)氣體氛圍中，將化合物A和化合物B按照摩爾比為1:1.5~1.5:1的比例，在催化劑和溶劑中進(jìn)行Stille耦合反應(yīng)，分離純化后得到結(jié)構(gòu)式如下的所述硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料:
n為1~100之間的整數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述催化劑為Pd2 (dba)3、Pd(PPh3)2C12或Pd(PPh3)4 ;所述催化劑的用量為化合物A摩爾量的0.05%~20%O
4.如權(quán)利要求2所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、苯或甲苯。
5.如權(quán)利要求2所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料的分離純化步驟為: 向Stille耦合反應(yīng)后的混合液中加入水和甲苯進(jìn)行萃取，收集有機(jī)相，減壓蒸餾濃縮所述有機(jī)相，再將濃縮后的所述有機(jī)相加入到無(wú)水乙醇中，攪拌，有固體沉淀析出，抽濾收集所述固體沉淀并烘干，得到的固體物用氯仿溶解后過(guò)中性氧化鋁層析柱，收集溶液，減壓除去溶液中多余的溶劑，再依次進(jìn)行甲醇沉降、抽濾，所得的固體物用丙酮索氏提取器提取后再依次進(jìn)行甲醇沉降、抽濾，得到的純化的所述硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料。
6.如權(quán)利要求2所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述化合物A通過(guò)如下步驟制備得到: 提供具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物C:
R3及R4為C1~C2tl的烷基； 在惰性保護(hù)氣體氛圍中，_78°C條件下，將所述化合物C與正丁基鋰按照摩爾比為1:2的比例，在溶劑中反應(yīng)I~2小時(shí)，然后向反應(yīng)后的混合液中加入三丁基氯化錫，繼續(xù)在_78°C條件下反應(yīng)I小時(shí)后升溫至室溫反應(yīng)6小時(shí)，再加入飽和氯化鈉水溶液終止反應(yīng)，分離純化后得到所述化合物A，其中，所述三丁基氯化錫的摩爾量為所述化合物C摩爾量的2倍。
7.如權(quán)利要求6所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述化合物A的分離純化步驟為: 向反應(yīng)后的混合液中加入無(wú)水乙醚萃取，收集有機(jī)相，并用無(wú)水硫酸鈉干燥除去所述有機(jī)相中的水分，抽濾，收集液體相，對(duì)所述液體相進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，將得到的粗產(chǎn)物過(guò)中性氧化鋁柱層析，得到純化的所述化合物A。
8.如權(quán)利要求2所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述化合物B通過(guò)如下步驟制備得到: 提供化合物D和化合物E，其中，化合物D的結(jié)構(gòu)式為:
化合物E的結(jié)構(gòu)式為:
R1及R2為C1~C20的烷基； 在惰性保護(hù)氣體氛圍中，向化合物D和化合物E的混合溶液中加入Bu3N和Pd (OAc) 2進(jìn)行關(guān)環(huán)反應(yīng)，分離純化后得到所述化合物B，其中，化合物D與化合物E的摩爾比為1:2，混合溶液中的溶劑為二甲基甲酰胺，Bu3N與化合物E的摩爾比為1: l，Pd(0Ac)2的摩爾量為化合物D摩爾量的10%。
9.如權(quán)利要求8所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二(苯并硒二唑)共聚物材料的制備方法，其特征在于，所述化合物B的分離純化步驟為: 對(duì)反應(yīng)后的混合液使用水和二氯甲烷進(jìn)行萃取，收集有機(jī)相，并用無(wú)水硫酸鈉干燥除去所述有機(jī)相中的水分，過(guò)濾，收集液體相，減壓蒸餾除去所述液體相中的多余溶劑，過(guò)硅膠柱層析，得到純化的所述化合物B。
10.如權(quán)利要求1所述的硒吩聯(lián)噻吩-苯并二 (苯并硒二唑)共聚物材料在聚合物太陽(yáng)能電池器件、有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)光存儲(chǔ)器件、有機(jī)非線性材料及有機(jī)激光器件中的應(yīng)用 。
【文檔編號(hào)】H01L51/54GK104072734SQ201310110264
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】周明杰, 管榕, 黎乃元 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司