聚物。
[0151] 在式1-1至1-5中，l、m和ο的定義與上文限定的相同。
[0152] 在本說明書的示例性實施方案中，1為0.5。
[0153] 在另一示例性實施方案中，m為0.5。
[0154] 在本說明書的示例性實施方案中，共聚物的端基為雜環基或芳基。
[0155] 在本說明書的示例性實施方案中，共聚物的端基為4_(三氟甲基)苯基。
[0156]根據本說明書的一個示例性實施方案，共聚物的數均分子量優選為500g/mol至 1000000g/mol。優選地，共聚物的數均分子量優選為10000至100000。在本說明書的一個示 例性實施方案中，共聚物的數均分子量為30000至70000。
[0157]根據本說明書的一個示例性實施方案，共聚物的分子量分布可為1至100。優選地， 共聚物的分子量分布為1至3。
[0158]分子量分布越低并且數均分子量變得越大，則電氣特性和機械特性變得越好。
[0159] 此外，數均分子量優選為100,000或更小以使得共聚物具有預定溶解度或更大溶 解度并因此有利地應用溶液施用方法。
[0160] 共聚物可基于稍后將描述的制備實施例來制備。
[0161]將溶劑、源自由式1至3表示的第一單元至第三單元的三種單體、以及催化劑放入 反應器中，使所得混合物通過Suzuki偶聯反應、Stille偶聯反應或其它各種反應來進行反 應，并且進行封端。
[0162] 反應之后，將混合物冷卻至室溫并且倒入甲醇中，過濾固體并且用甲醇、丙酮、己 烷和氯仿進行索氏萃取，然后共聚物可通過使氯仿部分在甲醇中再次沉淀并且過濾固體來 制備。
[0163] 根據本說明書的共聚物可通過多步化學反應來制備。單體可通過烷基化反應、 Grignard反應、Suzuki偶聯反應、Sti lie偶聯反應等來制備，然后最終共聚物可通過碳-碳 偶聯反應如Stille偶聯反應來制備。當待引入的取代基是硼酸或硼酸酯化合物時，共聚物 可通過Suzuki偶聯反應來制備；當待引入的取代基是三丁基錫化合物時，共聚物可通過 Stille偶聯反應來制備，但是化學反應不限于此。
[0164] 本說明書的一個示例性實施方案提供了一種有機太陽能電池，其包括:第一電極； 設置成面向第一電極的第二電極；以及布置在第一電極與第二電極之間且包括光活性層的 具有一個或更多個層的有機材料層，其中所述有機材料層的一個或更多個層包含所述共聚 物。
[0165] 根據本說明書一個示例性實施方案的有機太陽能電池包括第一電極、光活性層和 第二電極。所述有機太陽能電池可進一步包括基底、空穴傳輸層和/或電子傳輸層。
[0166] 在本說明書的一個示例性實施方案中，當有機太陽能電池接受來自外部光源的光 子時，在電子供體與電子受體之間生成電子和空穴。所生成的空穴通過電子供體層傳輸至 正電極。
[0167] 在本說明書的一個示例性實施方案中，有機材料層包括空穴傳輸層、空穴注入層、 或同時傳輸和注入空穴的層;空穴傳輸層、空穴注入層、或同時傳輸和注入空穴的層包含所 述共聚物。
[0168] 在另一個不例性實施方案中，有機材料層包括電子注入層、電子傳輸層、或同時注 入和傳輸電子的層；電子注入層、電子傳輸層、或同時注入和傳輸電子的層包含所述共聚 物。
[0169] 在本說明書的一個示例性實施方案中，當有機太陽能電池接受來自外部光源的光 子時，在電子供體與電子受體之間生成電子和空穴。所生成的空穴通過電子供體層傳輸至 陽極。
[0170] 在本說明書的一個示例性實施方案中，有機太陽能電池還可包含選自以下的一個 或兩個或更多個有機材料層:空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層、電荷產生層、電子阻擋 層、電子注入層和電子傳輸層。
[0171] 在本說明書的一個示例性實施方案中，有機太陽能電池還可包含另外的有機材料 層。有機太陽能電池可通過使用同時具有多種功能的有機材料來減少其中有機材料層的數 目。
[0172] 在本說明書的一個示例性實施方案中，在有機太陽能電池中，可按陰極、光活性層 和陽極的順序布置，以及可按陽極、光活性層和陰極的順序布置，但是所述順序不限于此。
[0173] 在另一個示例性實施方案中，在有機太陽能電池中，還可按陽極、空穴傳輸層、光 活性層、電子傳輸層和陰極的順序布置，以及還可按陰極、電子傳輸層、光活性層、空穴傳輸 層和陽極的順序布置，但是所述順序不限于此。
[0174] 在又一個示例性實施方案中，在光活性層與空穴傳輸層之間或者在光活性層與電 子傳輸層之間可設置有緩沖層。在這種情況下，在陽極與空穴傳輸層之間可進一步設置有 空穴注入層。此外，在陰極與電子傳輸層之間可進一步設置有電子注入層。
[0175] 在本說明書的一個示例性實施方案中，光活性層包含選自電子供體和電子受體的 一種或兩種或更多種，并且電子供體包含所述共聚物。
[0176] 在本說明書的一個示例性實施方案中，電子受體材料可選自：富勒烯、富勒烯衍生 物、浴銅靈、半導體單質、半導體化合物及其組合。具體地，電子受體材料可為苯基-C 61-丁酸 甲酯(PC61BM)或苯基-C7i-丁酸甲酯(PC71BM)。
[0177] 在本說明書的一個示例性實施方案中，電子供體和電子受體構成本體異質結 (BHJ)。電子供體材料和電子受體材料可以1:10至10:1的比（重量/重量)混合。特別地，電子 供體材料和電子受體材料可以1:1至1:10的比（重量/重量)混合，更特別地，電子供體材料 和電子受體材料可以1:1至1:5的比（重量/重量)混合。必要時，電子供體材料和電子受體材 料可以1:1至1:3的比（重量/重量)混合。
[0178] 在本說明書的一個示例性實施方案中，光活性層具有包含η型有機材料層和p型有 機材料層的雙層薄膜結構，P型有機材料層包含所述共聚物。
[0179] 在本說明書中，基底可為具有優異的透明度、表面平滑性、易操作性和耐水性的玻 璃基底或透明塑料基底，但不限于此，并且不受限制，只要該基底是通常用于有機太陽能電 池的基底即可。其具體實例包括玻璃或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)、三乙酰基纖維素(TAC)等，但不限于此。
[0180] 陽極電極可由透明的且具有優異導電性的材料制成，但不限于此。陽極電極的實 例包括：金屬如銀、絡、銅、鋅和金、或者其合金；金屬氧化物如氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫 (ΙΤ0)、和氧化銦鋅（ΙΖ0);金屬和氧化物的組合如ZnO: Al或SnO2: Sb;以及導電聚合物如聚 (3-甲基噻吩）、聚[3,4-(亞乙基-1，2-二氧基)噻吩KPED0T)、聚吡咯和聚苯胺等，但不限于 此。
[0181] 形成陽極電極的方法不受特別限制，但是陽極電極可例如通過使用濺射、電子束、 熱沉積、旋涂、絲網印刷、噴墨印刷、刮涂或凹版印刷法來施加至基底的一個表面上，或者以 膜形式進行涂覆來形成。
[0182] 當陽極電極形成在基底上時，可使陽極電極經歷清洗、除水和親水改性的過程。
[0183] 例如，將圖案化ITO基底用清洗劑丙酮和異丙醇（IPA)按順序清洗，在加熱板上于 100°C至150°C下干燥1至30分鐘，優選地于120°C下干燥10分鐘以除水，并且在徹底清洗基 底時，基底的表面被親水改性。
[0184] 接合表面電勢可通過上述的表面改性保持在適用于光活性層的表面電勢的水平。 此外，在改性期間，在陽極電極上容易地形成聚合物薄膜，并且還可提高薄膜的品質。
[0185]陽極電極的預處理技術的實例包括:a)使用平行板型放電的表面氧化法，b)通過 在真空狀態中使用UV(紫外)射線產生的臭氧來氧化表面的方法，以及c)使用由等離子體產 生的氧自由基的氧化方法，等等。
[0186] 可根據陽極電極或基底的狀態來選擇所述方法之一。然而，即便在使用任一種方 法時，通常優選的是，防止陽極電極或基底的表面上的氧離開并盡可能多地抑制水分和有 機材料殘留。在這種情況下，可使預處理的實際效果最大化。
[0187] 作為具體實例，可使用通過使用UV產生的臭氧來氧化表面的方法。在這種情況下， 在超聲清洗后，將圖案化ITO基底在熱板上烘烤并使其完全干燥，然后將其引入室中，可憑 借通過運行UV燈使氧氣與UV光反應產生的臭氧來清洗ITO基底。
[0188] 然而，本說明書中圖案化ITO基底的表面改性方法無需受到特別限制，并且可使用 任何方法，只要該方法是氧化基底的方法即可。
[0189] 陰極電極可為具有小的功函數的金屬，但不限于此。其具體實例包括:金屬如鎂、 鈣、鈉、鉀、鈦、銦、釔、鋰、釓、鋁、銀、錫和鉛或其合金；以及多層材料如LiF/Al、Li0 2/Al、 LiF/Fe、Al: Li、Al: BaF2和Al: BaF2: Ba，但不限于此。
[0190] 陰極電極可在顯示5X HT7托或更小的真空度的熱蒸發器內沉積并形成，但不限于 該方法。
[0191 ]空穴傳輸層和/或電子傳輸層材料起到將在光活性層中分離的電子和空穴有效傳 輸至電極的作用，但材料不受特別限制。
[0192] 空穴傳輸層材料可為摻雜有聚（苯乙烯磺酸）的聚（3，4_亞乙基二氧基噻吩） (PED0T:PSS);和氧化鉬(MoOx);氧化釩(V 2O5);氧化鎳(MO);和氧化鎢(WOx)等，但不限于 此。
[0193] 空穴傳輸層材料可為吸電子金屬氧化物，并且其具體實例包括:8_羥基喹啉的金 屬絡合物；包含Alq3的絡合物；包含Liq的金屬絡合物；LiF; Ca ;氧化鈦（TiOx);氧化鋅 (ZnO);和碳酸銫(Cs2CO3)等，但不限于此。
[0194] 光活性層可通過以下方法形成:將光活性材料(例如，電子供體和/或電子受體)溶 解于有機溶劑中，然后利用諸如以下的方法施用所得溶液:旋涂、浸涂、絲網印刷、噴涂、刮 涂和刷涂，但形成方法不限于此。
[0195] 在以下制備實施例和實施例中將詳細地描述共聚物的制備方法和包含所述共聚 物的有機太陽能電池的制造。然而，提供以下實施例是為了舉例說明本說明書，而不是由此 限制本說明書的范圍。
【具體實施方式】
[0196]
[0197] 在以下實施例中將具體地描述共聚物的制備方法和包含所述共聚物的有機太陽 能電池的制造。然而，提供以下實施例是為了舉例說明本說明書，而不是由此限制本說明書 的范圍。
[0198] 實施例1.共聚物1的合成
[0200] 將15ml氯苯、2,6_雙(三甲基錫)-4,8_雙（2-乙基己基-2-噻吩基)-苯并[l，2-b:4， 5-13']二噻吩（0.78,0.7738111111〇1)、2,5-雙（三甲基甲錫烷基）噻吩（0.3171 8,0.7738111111〇1)、 I，3_二溴-5-十二烷基噻吩并[3，4-c]吡咯-4,6-二酮(Ο · 7418g，I · 548mmol)、28mg三(二亞 芐基丙酮)二鈀(〇)(Pd2(dba)3)和37mg三-(鄰甲苯基)膦放入微波反應器瓶中，并在170°C的 條件下反應1小時。在將混合物冷卻至室溫并倒入甲醇中之后，過濾固體并用甲醇、丙酮