含苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及含苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制備方法和應用。一種含苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物，具有以下結構式：其中，R1、R2為C1~C20的烷基；R3、R4為C1~C20的烷基或C1~C20的烷氧基；n為1-100之間的整數。由苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)構成的聚合物能夠形成一種很強的給體-受體結構，一方面有利于提高了材料的穩定性，另一方面有利于降低材料的能帶隙，從而擴大了該材料的光吸收范圍，提高光電轉化效率。
【專利說明】含苯并[1, 2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電子材料領域，特別是涉及一種含苯并[1，2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]制備成本低、效能高的太陽能電池一直是光伏領域的研究熱點和難點。目前已商業化的硅太陽能電池由于生產工藝復雜、成本高，使其應用受到限制。
[0003]為了降低成本，拓展應用范圍，長期以來人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。聚合物太陽能電池因為原料價格低廉、質量輕、柔性、生產工藝簡單、可用涂布、印刷等方式大面積制備等優點而具有優越的市場前景。自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE(N.SSariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, et al.Science, 1992, 258, 1474)上報道共輒聚合物與C6tl之間的光誘導電子轉移現象后，人們在聚合物太陽能電池方面投入了大量研究，并取得了飛速的發展。目前聚合物太陽能電池的能量轉換效率仍然比硅太陽能電池低，原因之一是由于聚合物的載流子遷移率比無機單晶材料的遷移率低了好幾個數量級。目前所使用的共軛聚合物光電池材料的吸收光譜與太陽光譜不能很好地匹配，是導致能量轉移效率低的另一重要原因。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要提供一種能量轉換效率較高的含苯并[1，2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物及其制備方法和應用。
[0005]一種含苯并[1，2-b:4, 3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物，其特征
在于，具有以下結構式:
[0006]
【權利要求】
1.一種含苯并[l，2-b:4，3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物，其特征在于，具有以下結構式:
2.一種含苯并[l，2-b:4，3-b’] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供化合物A和化合物B，化合物A的結構式為:
3.根據權利要求2所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為Pd2 (dba) 3、Pd (PPh3) 4或Pd (PPh3) 2C12，催化劑的用量為化合物A的摩爾量的0.05%~20% ;所述溶劑為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、乙醚、苯或甲苯； 所述分離純化的步驟為: 往反應體系中加入甲苯及去離子水進行萃取，取有機相，減壓蒸餾除去所述有機相的至少部分溶劑，再將所述有機相滴入到無水乙醇中沉析，抽濾、烘干后得到固體粉末，再將所述固體粉末用氯仿溶解，過中性氧化鋁層析柱，除去有機溶劑，甲醇沉降，抽濾，所得固體用丙酮索氏提取器提取三天，甲醇沉降，抽濾，真空泵下抽過夜得到提純后的含苯并[I, 2-b:4, 3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物。
4.根據權利要求2所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物A采用如下方法制備: 提供化合物C和化合物D， 化合物C的結構式為:
5.根據權利要求4所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物C采用如下方法制備: 提供化合物E，化合物E的結構式為:
6.根據權利要求5所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二(苯并噻二唑)的共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物E采用如下方法制備: 將4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑，銅粉和N，N- 二甲基甲酰胺混合，加熱至120°C反應3小時后,冷卻至室溫,加入甲苯,攪拌30分鐘,過濾,濾液用飽和食鹽水和水洗滌，合并有機層，用無水硫酸鎂干燥，過濾，旋蒸干，經無水乙醇重結晶后得到化合物E。
7.根據權利要求6所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物的制備方法，其特征在于，所述4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑采用如下方法制備： 將5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑與質量濃度為40%的氫溴酸混合，加熱回流，在30分鐘內慢慢滴加液溴并回流4小時，熱過濾，濾液冷卻后再過濾,用水洗滌固體并干燥,用冰醋酸重結晶一次，再用氯仿重結晶一次，得到4，7- 二溴-5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑。
8.根據權利要求7所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物的制備方法，其特征在于，所述5-硝基-2，1，3苯并噻二唑采用如下方法制備： 將2-氨基-5-硝基苯胺與二氯亞砜混合，攪拌并慢慢滴加吡啶，加熱后于8(T90°C回流反應24小時,停止反應,加熱至80°C旋蒸出過量的二氯亞砜后,將反應產物冷卻至室溫,傾入大量水中攪拌后過濾、水洗后真空干燥，得到5-硝基-2，I, 3苯并噻二唑。
9.根據權利要求2所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物的制備方法，其特征在于，所述化合物B采用如下方法制備： 提供化合物F，化合物F的結構式為：
10.如權利要求1所述的含苯并[1，2-b:4,3-b’ ] 二噻吩-噻咯并二（苯并噻二唑）的共聚物在聚合物太陽能電池器件、有機電致發光器件、有機場效應晶體管、有機光存儲及有機激光中的應用。
【文檔編號】H01L51/46GK103833970SQ201210484345
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】周明杰, 管榕, 黎乃元 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司