專利名稱：苝四羧酸酯基聚合物受體材料及其在太陽能電池中的應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于有機光電技術領域，具體涉及基于茈四羧酸酯衍生物的具有能帶結構可調的光電功能聚合物半導體受體材料，同時涉及其在有機太陽能電池中的應用。
背景技術：
有機半導體材料因具有一系列優異的光電性能引起了研究人員廣泛的興趣。近二十年來，以有機半導體材料和器件為研究對象的有機電子學得到快速發展。相比于其它類型的半導體材料，有機半導體材料可通過化學結構修飾實現對其能級結構以及對太陽光吸收范圍和強度的調節，其在不同溶劑中的溶解性能也可以得到相應調節。有機半導體材料具有可溶液加工性能，一方面可極大的減少加工成本，另一方面其可用于在不同基底上進行大面積制作，其優越的柔性性能可用于制作不同形狀的半導體柔性器件，極大的擴大了其應用范圍。其中，有機光伏電池已在有機光電領域顯示出了廣泛的應用前景。目前，基于聚合物與富勒烯體系的有機太陽能電池的能量轉換效率已經達到9%左右，但是此類有機光伏電池仍面臨諸多難題。比如富勒烯衍生物，其化學結構的改變和修飾對于其電子結構的影響和調節能力有限，作為η型材料，其較低分布的LUMO能級可能導致與P型材料能級在構建異質結時，吸收的太陽光能過多的損耗在光致電荷轉移過程中，可能導致低的電池開路電壓。另一方面，富勒烯衍生物在可見光區吸收較弱，不利于異質結對太陽光能的吸收。因此，尋找在可見光區具有寬而強的吸收、能帶結構易于調控、光電性能優良、穩定的新型有機半導體受體材料具有非常重要的科學技術意義。
發明內容
本發明的目的在于提供一類新型的共聚物半導體電子受體材料，利用茈環的1，7位易于修飾的優點，選擇具有不同給受電子能力的單體與茈四羧酸酯共聚，可得到一系列能級可調控的聚合物材料，有效提高其與電子給體材料能級匹配程度；同時引入不同的共聚單體可以改變共軛鏈的長度，提高材料的光譜響應，將此類新型的共軛聚合物受體材料用于有機太陽能電池，以取得較好的光電性能。為實現上述目的，具體技術方案如下一類茈四羧酸酯基聚合物受體材料，其特征是，該類材料具有式I結構，
權利要求
1.一類茈四羧酸酯基聚合物受體材料，其特征在于該類材料具有式I結構，式I中，M為具有不同給受電子能力的共聚單體苯并噻二唑、二噻吩基苯并噻二唑、苯并硒二唑、二噻吩基苯并硒二唑、二硒吩基苯并硒二唑、噻吩、聯二噻吩、聯三噻吩、苯、硒吩、聯二硒吩、聯三硒吩、噻吩并噻吩、苯并二噻吩、苯并二硒吩、苯并二碲吩或基于上述化合物的衍生物中的一種；R為具有4個碳原子以上的直鏈、支鏈或含有不同雜原子的烷基鏈；n為聚合物材料的聚合度，為I 10000的自然數。
2.如權利要求I所述的茈四羧酸酯基聚合物受體材料，其特征在于所述的共聚單體M為如下所示結構化合物中的任一種，
3.如權利要求I所述的茈四羧酸酯基聚合物受體材料，其特征在于所述的R為如下所示結構化合物中的任一種，
4.如權利要求I所述的茈四羧酸酯基聚合物受體材料的應用，其特征在于用于有機光電材料領域。
5.如權利要求I所述的茈四羧酸酯基聚合物受體材料的應用，其特征在于用于有機太陽能電池中的活性層材料。
全文摘要
苝四羧酸酯基聚合物受體材料及其在太陽能電池中的應用。該材料具有式1結構，式1中，M為苯并噻二唑、二噻吩基苯并噻二唑、苯并硒二唑、二噻吩基苯并硒二唑、二硒吩基苯并硒二唑、噻吩、聯二噻吩、聯三噻吩、苯、硒吩、聯二硒吩、聯三硒吩、噻吩并噻吩、苯并二噻吩、苯并二硒吩、苯并二碲吩或基于上述化合物的衍生物中的一種；R為具有4個碳原子以上的直鏈、支鏈或含有不同雜原子的烷基鏈；n為1～10000的自然數。通過在苝環骨架1，7位上引入共聚單體M，以調節聚合物材料的能級結構，同時改善其光學性質，提高材料對光的利用率。通過引入R調節聚合物材料的溶解性，有利于采用低成本的溶液加工技術。此材料應用于有機光電領域。
文檔編號H01L51/46GK102924694SQ201210434230
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者肖生強, 蔣友宇, 詹春, 蔣尊龍, 夏飛, 程金波, 吳迪 申請人:武漢理工大學