CN101787111B - 芴类共聚物、制备方法、应用及其聚合物太阳能电池器件 - Google Patents
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种芴类共聚物、制备方法、应用及其聚合物太阳能电池器件。共聚物为：
制备方法是采用2，7-芴类单体、噻吩类单体、及苯并噻二唑单体为原料在催化剂、碱作用下进行Suzuki聚合反应得到。芴类共聚物可应用在聚合物太阳能电池制造、有机电致发光器件制造、有机场效应晶体管制造、有机光存储器件制造、有机非线性材料制造或有机激光器件制造中。聚合物太阳能电池器件包括玻璃层、ITO层、PEDOT:PSS复合层、活性层和Al层，活性层包含有芴类共聚物的电子给体材料、电子受体材料。芴类共聚物及其应用具有较宽光谱响应、较好稳定性、能更好与太阳射光谱匹配、光电转换效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚合物、制备方法及其应用，尤其涉及一种芴类共聚物、制备方法、应用及其聚合物太阳能电池器件。
背景技术
随着太阳能电池的发展，目前硅太阳能电池由于生产工艺复杂、成本高等多种原因，使其应用受到限制。为了降低成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。聚合物太阳能电池因为原料价格低廉、质量轻、柔性、生产工艺简单、可用涂布、印刷等方式大面积制备等优点而备受关注，如果能够将其能量转化效率提高到接近商品硅太阳能电池的水平，其市场前景将是非常巨大的。
目前聚合物太阳能电池的研究主要集中于给体、受体共混体系，采用PCPDTBT与PCBM共混体系的能量转化效率已经达到6.5％(Jin Young Kim，etal.Science 2007，317，222)，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多，限制性能提高的主要制约因素有：有机半导体器件相对较低的载流子迁移率，器件的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配，高光子通量的红光区没有被有效利用以及载流子的电极收集效率低等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。
聚芴及其衍生物发光效率高，光稳定性和热稳定性优异，但由于其较宽的带隙使得它的吸收范围主要集中在短波长区域，光谱响应范围较窄，与太阳光发射光谱匹配不是很理想。并且目前芴类材料大都是两种单体的共聚物，而由三种或三种以上单体的共聚物却很少见，这就大大限制了这类材料的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种较宽的光谱响应、较好的热稳定性和环境稳定性、更好地与太阳发射光谱匹配、可以调节材料的能隙、易于成膜加工的、光电转换效率高的芴类共聚物。
本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种合成路线比较简单、反应条件温和、易于控制、产率高的芴类共聚物制备方法。
本发明另外要解决的技术问题在于，提供芴类共聚物广泛在不同光电产品上的应用。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种应用芴类共聚物的聚合物太阳能电池器件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种芴类共聚物，为以下通式化合物：
式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不同地表示为H或C1～C20的烷基；x+y＝1，且x≠0、y≠0；n为1～1000之间的整数；Ar1为含噻吩单元结构的基团。
芴类共聚物中，所述的Ar1优选为以下基团中的一种：
式中：R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17相同或不同地表示为H或C1～C20的烷基，m为1～20之间的整数。
芴类共聚物中，所述n为10～100的整数，m为1～10的整数。
芴类共聚物的制备方法，将下列三种原料：
放入有机溶剂中，加入碱，在有机钯催化剂的催化下反应，即得芴类共聚物，其中反应温度为30～180℃，反应时间为1～7天；R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不同地表示为H或C1～C20的烷基，Ar1为含噻吩单元结构的基团。
芴类共聚物的制备方法中，所述的Ar1优选为以下基团中的一种：
式中：R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17相同或不同地表示为H或C1～C20的烷基，m为1-20之间的整数。
芴类共聚物的制备方法中，所述反应温度为50～120℃，反应时间2～4天。
所述有机钯催化剂为Pd2(dba)3/P(o-Tol)3、Pd(PPh3)4或Pd(PPh3)2C12，有机钯催化剂的添加量为原料A摩尔用量的0.1-20％。
所述碱为金属氢氧化物、金属碳酸盐的水溶液或四乙基氢氧化铵的水溶液；碱的用量为原料A摩尔用量的1-10倍。
所述溶剂为弱极性有机溶剂、极性非质子性有机溶剂或它们的混合溶剂。
芴类共聚物在聚合物太阳能电池制造、有机电致发光器件制造、有机场效应晶体管制造、有机光存储器件制造、有机非线性材料制造或有机激光器件制造中的应用。
一种聚合物太阳能电池器件，包括玻璃层、ITO层、PEDOT：PSS复合层、活性层和A1层，所述活性层包含有电子给体材料、电子受体材料，所述电子给体材料为上述芴类共聚物。
原料的制备：
原料A单体的制备方案如下：
在-78℃、氮气条件下，将正丁基锂溶液加入至盛有化合物A’和四氢呋喃的反应瓶中，搅拌2小时后慢慢滴加2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷，恢复至室温，继续搅拌24小时。反应结束，乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，石油醚洗涤，甲醇沉降得到产物。
原料B单体的制备方案如下：
在冰浴、避光条件下，将NBS分批加入至盛有化合物B’和DMF的反应瓶中，室温搅拌12小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，重结晶或柱层析分离得到产物。
原料C单体的制备方案如下：
在冰浴、避光条件下，将NBS加入至盛有化合物C’和DMF的反应瓶中，搅拌18小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，三氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，重结晶或柱层析分离得到产物。
本发明采用2，7-芴类单体、噻吩类单体、及苯并噻二唑单体共聚反应得芴类共聚物。芴类共聚物可将其吸收带边沿推向红光及近红外区，以更好的匹配太阳光的发射光谱。其中芴类共聚物中的噻吩单元具有适中的能带隙，较宽的光谱响应，较好的热稳定性和环境稳定性，分子的共轭性和共平面性较大，有利于电子的流动和离域程度，可以使共聚物的吸收波长向长波方向移动，能更好地与太阳发射光谱匹配。芴类共聚物中的苯并噻二唑单元具有优异的还原可逆性，与镁、铝等金属阴极的功函值非常接近，具有较好的电子传输性质，同时还可以调节材料的能隙。芴类共聚物中引入的烷基链能提高共聚物的溶解性能，有利于成膜加工，扩大了其在聚合物太阳能电池等领域的应用范围。
本发明制备方法中，以芴类单体、噻吩类单体和苯并噻二唑类单体为原料，这些原料的合成路线比较简单且成熟，易通过引入烷基或烷氧基提高产物的溶解性和分子量，以实现可旋涂的聚合物或可旋涂的寡聚物；Suzuki反应是一种非常成熟的聚合反应，产率高，且条件温和，易于控制。
作为原料A的芴类单体和原料B的噻吩类单体是两种非常优异的给体材料，作为原料C的苯并噻二唑类单体是一种非常优异的受体材料，由原料A、B、C构成的聚合物能够形成一种很强的电子给体-受体结构，一方面有利于提高材料的稳定性，另一方面由于电子给体-受体之间的相关作用，有利于降低材料的能带隙，从而扩大太阳光吸收范围，提高光电转化效率。
因为在芴类共聚物的分子中引入了烷基链，可以使得聚合物的溶解性能改善，进而可以方便地使用旋涂技术制备薄膜，因而改善了加工性能。
该聚合物可以作为聚合物太阳能电池中的电子给体材料，作为光活性层材料之一，产生光电流，实现光电转换。
该聚合物还可以作为有机电致发光器件中的发光活性层物质，通过施加电压，产生光，从而实现电光转换。
该聚合物还可以作为有机场效应晶体管中的半导体活性物质，可以通过源极，漏极，栅极的控制来实现光电转换。
另外，由于该聚合物是半导体材料，因此在有机光存储、有机非线性材料或/和有机激光领域中也有应用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例7的结构示意图；
图2是本发明实施例9的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例来详细说明本发明。
实施例1、本实施例公开一种结构如下的芴类共聚物：(x＝0.5，y＝0.5，n＝100)
上述芴类共聚物的制备步骤如下：
一、2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二辛基芴的制备：
在-78℃、氮气条件下，将1.44mL(2.93M)正丁基锂溶液加入至盛有1.10g 2，7-二溴-9，9-二辛基芴和20mL四氢呋喃的反应瓶中，搅拌2小时后慢慢滴加1.00mL 2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷，恢复至室温，继续搅拌24小时。反应结束，将反应液倒入水中，乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，石油醚洗涤，甲醇沉降得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：642.5(M+).
二、2，5-二溴噻吩[3，2-b]并噻吩的制备：
在冰浴、避光条件下，将2.15g NBS分批加入至盛有0.84g噻吩[3，2-b]并噻吩和40mL DMF的反应瓶中，室温搅拌12小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，柱层析分离得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：298.1(M+).
三、4，7-双(5-溴-2-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：
在冰浴、避光条件下，将2.05g NBS加入至盛有1.44g 4，7-二噻吩-2-基-2，1，3-苯并噻二唑和30mL DMF的反应瓶中，室温搅拌18小时。反应结束，加入2M HCl溶液，三氯甲烷萃取，10％硫代硫酸钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸，重结晶得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：458.3(M+).
四、芴类共聚物的制备：
在氮气保护下，往含有0.321g 2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二辛基芴、0.0745g 2，5-二溴噻吩[3，2-b]并噻吩、0.1146g 4，7-双(5-溴-2-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑、0.00416g Pd(PPh3)4的反应瓶中加入10mLNa2CO3(2M)水溶液和甲苯(20mL)。氮气置换1小时后，加热至85℃，反应65小时。加入0.0942g溴苯反应12小时后，加入0.0793g苯硼酸继续反应12小时。反应结束，甲醇沉降三次，抽滤，真空干燥得到固体产物。
GPC：Mn＝124100，PDI＝1.8.
实施例2、本实施例公开一种结构如下的芴类共聚物：(x＝0.1，y＝0.9，n＝10)
上述芴类共聚物的制备步骤如下：
一、2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二甲基芴的制备：
在-78℃、氮气条件下，将11.00mL(2.00M)正丁基锂溶液加入至盛有3.52g 2，7-二溴-9，9-二甲基芴和50mL四氢呋喃的反应瓶中，搅拌2小时后慢慢滴加5.00mL 2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷，恢复至室温，继续搅拌28小时。反应结束，将反应液倒入水中，乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，石油醚洗涤，甲醇沉降得到白色针状结晶。
MALDI-TOF-MS(m/z)：446.2(M+).
二、3，6-二甲基基噻吩并[3，2-b]噻吩的制备：
将4.00g 3，6-二溴代-噻吩并[3，2-b]噻吩和44mg(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)氯化钯(II)加入至装有搅拌棒的100mL管形玻璃瓶中，密封，氮气吹洗。添加9mL四氢呋喃和16mL甲基溴化锌(1.0M四氢呋喃溶液中)，室温搅拌5分钟，在140℃下的微波反应器中加热30分钟。冷却，用MTBE稀释，并分别用稀HCl溶液、盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，旋蒸。柱层析分离，重结晶得到产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：168.3(M+).
三、2，5-二溴-3，6-二甲基噻吩并[3，2-b]噻吩的制备：
在冰浴、避光条件下，将8.02g NBS分批加入至盛有3.36g 3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩和150mL DMF的反应瓶中，室温搅拌16小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，柱层析分离得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：326.1(M+).
四、4，7-双(5-溴-2-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：制备步骤详见实施例1。
五、芴类共聚物的制备：
在氮气保护下，往含有0.446g 2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二甲基芴、0.0326g 2，5-二溴-3，6-二甲基噻吩并[3，2-b]噻吩、0.412g 4，7-双(5-溴-2-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑、0.0168g Pd(PPh3)4的反应瓶中加入20mLNa2CO3(2M)水溶液和甲苯(40mL)。氮气置换1.5小时后，加热至回流，反应42小时。加入0.377g溴苯反应10小时后，加入0.317g苯硼酸继续反应10小时。反应结束，甲醇沉降三次，抽滤，真空干燥得到固体产物。
GPC：Mn＝8490，PDI＝1.5.
实施例3、本实施例公开一种结构如下的芴类共聚物：(x＝0.9，y＝0.1，n＝26)
上述芴类共聚物的制备步骤如下：
一、2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-双二十烷基芴的制备：
在-78℃、氮气条件下，将15.40mL(2.00M)正丁基锂溶液加入至盛有8.85g 2，7-二溴-9，9-双二十烷基芴和110mL四氢呋喃的反应瓶中，搅拌3小时后慢慢滴加5.20mL 2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷，恢复至室温，继续搅拌44小时。反应结束，将反应液倒入水中，乙醚萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，石油醚洗涤，甲醇沉降得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：979.2(M+).
二、2，5-二溴噻吩[3，2-b]并噻吩的制备：制备步骤详见实施例1。
三、4，7-双(4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：
在氮气保护下，将0.380g PdCl2(PPh3)2加入至5.86g 4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑、28.60g三丁基-(4-二十烷基-2-噻吩基)锡和150mL四氢呋喃的溶液中，回流24小时。反应结束，蒸去四氢呋喃，柱层析分离，乙醇重结晶得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：861.5(M+).
四、4，7-双(5-溴-4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：
在冰浴、避光条件下，将3.68g NBS分批加入至盛有8.62g 4，7-二(4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑和100mL DMF的反应瓶中，室温搅拌17个小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，柱层析分离得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：1019.3(M+).
五、芴类共聚物的制备：
在氮气保护下，往含有0.979g 2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-双二十烷基芴、0.268g 2，5-二溴-3，6-噻吩并[3，2-b]噻吩、0.102g4，7-双(5-溴-4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑、0.0168g Pd(PPh3)4的反应瓶中加入30mL Na2CO3(2M)水溶液和甲苯(30mL)。氮气置换0.5小时后，加热至150℃，反应44小时。加入0.314g溴苯反应15小时后，加入0.301g苯硼酸继续反应15小时。反应结束，甲醇沉降三次，抽滤，真空干燥得到固体产物。
GPC：Mn＝65901，PDI＝1.3.
实施例4、本实施例公开一种结构如下的芴类共聚物：(x＝0.5，y＝0.5，n＝27)
上述芴类共聚物的制备步骤如下：
一、2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二辛基芴的制备：制备步骤详见实施例1。
二、2，5-二溴噻吩[3，2-b]并噻吩的制备：制备方法详见实施例1。
三、4，7-二(4-辛基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：
在氮气保护下，将0.280g PdCl2(PPh3)2加入至5.86g 4，7-双(5-溴-2-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑、24.83g三丁基-(4-辛基-2-噻吩基)锡和四氢呋喃的溶液中，回流8小时。反应结束，蒸去四氢呋喃，柱层析分离，乙醇重结晶得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：524.9(M+).
四、4，7-双(5-溴-4-辛基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：
在冰浴、避光条件下，将3.74g NBS分批加入至盛有5.25g 4，7-二(4-辛基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑和50mL DMF的反应瓶中，室温搅拌19个小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，柱层析分离得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：682.6(M+).
五、芴类共聚物的制备：
在氮气保护下，往含有0.643g 2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二辛基芴、0.151g 2，5-二溴噻吩[3，2-b]并噻吩、0.341g 4，7-双(5-溴-4-辛基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑、0.0351g Pd(PPh3)4的反应瓶中加入20mL Na2CO3(2M)水溶液和甲苯(20mL)。氮气置换2小时后，加热至50℃，反应72小时。加入0.177g溴苯反应17小时后，加入0.543g苯硼酸继续反应17小时。反应结束，甲醇沉降三次，抽滤，真空干燥得到固体产物。
GPC：Mn＝40532，PDI＝1.9.
实施例5、本实施例公开一种结构如下的芴类共聚物：(x＝0.5，y＝0.5，n＝35)
上述芴类共聚物的制备步骤如下：
一、2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二辛基芴的制备：制备步骤详见实施例1。
二、3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩的制备：
将2.0g 3，6-二溴代-噻吩并[3，2-b]噻吩和20mg(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)氯化钯(II)加入至装有搅拌棒的50mL管形玻璃瓶中，密封，氮气吹洗。添加4mL四氢呋喃和17mL辛基溴化锌(1.0M四氢呋喃溶液中)，室温搅拌5分钟，在150℃下的微波反应器中加热10分钟。冷却，用MTBE稀释，并分别用稀HCl溶液、盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，旋蒸。柱层析分离，重结晶得到产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：364.7(M+).
三、2，5-二溴-3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩的制备：
在冰浴、避光条件下，将1.95g NBS分批加入至盛有2.0g 3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩和20mL DMF的反应瓶中，室温搅拌12小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，柱层析分离得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：522.5(M+).
四、4，7-二(4-辛基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：制备步骤详见实施例4。
在氮气保护下，将0.280g PdCl2(PPh3)2加入至5.86g 4，7-双(5-溴-2-噻吩)-2，1，3-苯并噻二唑、24.83g三丁基-(4-辛基-2-噻吩基)锡和四氢呋喃的溶液中，回流8小时。反应结束，蒸去四氢呋喃，柱层析分离，乙醇重结晶得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：524.9(M+).
五、4，7-双(5-溴-4-己基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：制备步骤详见实施例4。
六、芴类共聚物的制备：
在氮气保护下，往含有0.965g 2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二辛基芴、0.392g 2，5-二溴-3，6-二辛基噻吩并[3，2-b]噻吩、0.512g 4，7-双(5-溴-4-辛基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑、0.137g Pd(PPh3)4的反应瓶中加入25mL Na2CO3(2M)水溶液和甲苯(25mL)。氮气置换1小时后，加热至110℃，反应52小时。加入0.291g溴苯反应15小时后，加入0.248g苯硼酸继续反应15小时。反应结束，甲醇沉降三次，抽滤，真空干燥得到固体产物。
GPC：Mn＝59040，PDI＝1.5.
实施例6、本实施例公开一种结构如下的芴类共聚物：(x＝0.5，y＝0.5，n＝27)
上述芴类共聚物的制备步骤如下：
一、2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-二二十烷基芴的制备：制备步骤详见实施例3。
二、3，6-双二十烷基噻吩并[3，2-b]噻吩的制备：
将2.98g 3，6-二溴代-噻吩并[3，2-b]噻吩和34mg(1，1’-双(二苯基膦基)二茂铁)氯化钯(II)加入至装有搅拌棒的50mL管形玻璃瓶中，密封，氮气吹洗。添加20mL四氢呋喃和26mL二十烷基溴化锌(1.0M四氢呋喃溶液中)，室温搅拌8分钟，在140℃下的微波反应器中加热40分钟。冷却，用MTBE稀释，并分别用稀HCl溶液、盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，旋蒸。柱层析分离，重结晶得到产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：701.3(M+).
三、2，5-二溴-3，6-二十烷基噻吩并[3，2-b]噻吩的制备：
在冰浴、避光条件下，将3.65g NBS分批加入至盛有7.01g 3，6-双二十烷基噻吩并[3，2-b]噻吩和150mL DMF的反应瓶中，室温搅拌19小时。反应结束，将反应液倒入冰水中淬灭，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，旋蒸，柱层析分离得到固体产物。
MALDI-TOF-MS(m/z)：859.1(M+).
三、4，7-双(4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：制备步骤详见实施例3。
四、4，7-双(5-溴-4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑的制备：制备步骤详见实施例3。
五、芴类共聚物的制备：
在氮气保护下，往含有0.980g 2，7-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二杂氧戊硼烷基)-9，9-双二十烷基芴、0.430g 2，5-二溴-3，6-二十烷基噻吩并[3，2-b]噻吩、0.507g 4，7-双(5-溴-4-二十烷基-2-噻吩基)-2，1，3-苯并噻二唑、0.0245gPd(PPh3)4的反应瓶中加入20mL Na2CO3(2M)水溶液和甲苯(20mL)。氮气置换3小时后，加热至130℃，反应49小时。加入0.245g溴苯反应12小时后，加入0.201g苯硼酸继续反应12小时。反应结束，甲醇沉降三次，抽滤，真空干燥得到固体产物。
GPC：Mn＝80436，PDI＝1.5.
实施例7，芴类共聚物在聚合物太阳能电池器件的制备中的应用，其结构如图1所示。器件结构依次包括玻璃层、ITO层、PEDOT：PSS复合层、活性层、Al层，其中ITO的方块电阻为10-20Ω/口的氧化铟锡，PEDOT：PSS复合层中，PEDOT为聚乙烯二氧基噻吩，PSS为聚苯乙烯-磺酸；该器件中，活性层包含有本发明的芴类共聚物作为电子给体材料，另外将[6，6]苯基-C61-丁酸甲酯(简称PCBM)作为电子受体材料。
制备过程：ITO玻璃经过超声波清洗后，用氧-Plasma处理，在ITO上涂上PEDOT：PSS，然后将本发明中的芴类共聚物与PCBM溶解共混后涂覆其上，再蒸镀阴极Al金属，得到聚合物太阳能电池器件。
实施例8、对含本发明中的芴类共聚物的有机电致发光器件的制备：
一个以本发明中的芴类共聚物作为发光层单层器件的制备：ITO/本发明中的芴类共聚物/LiF/Al，在一个玻璃基片上沉积一层方块电阻为10-20Ω/口的氧化铟锡(ITO)，作为透明阳极，通过旋涂技术在ITO上制备一层本发明中的芴类共聚物，作为发光层，再在此发光层上真空蒸镀LiF缓冲层，最后蒸镀金属Al，作为器件的阴极。
实施例9：对含本发明中的芴类共聚物的有机场效应晶体管的制备：
采用高掺杂的硅片(Si)作为衬底，450nm厚的SiO2作为绝缘层，源电极(S)，漏电极(D)均采用金作为电极，将本发明中的芴类共聚物作为有机半导体层旋涂到十八烷基三氯硅烷(OTS)修饰的SiO2上。其结构示意图如图2所示。
Claims (9)
1.一种芴类共聚物，其特征在于，为以下通式化合物：
式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不同地表示为C1～C20的烷基；x+y＝1，且x≠0、y≠0；n为1～1000的整数；Ar1为含噻吩单元结构的基团；
所述的Ar1为以下基团中的一种：
式中：R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17相同或不同地表示为C1～C20的烷基，m为1～20的整数。
2.根据权利要求1所述的芴类共聚物，其特征在于，所述n为10～100的整数，m为1～10的整数。
3.权利要求1的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，将下列三种原料：
放入有机溶剂中，加入碱，在有机钯催化剂的催化下反应，即得芴类共聚物，其中反应温度为30～180℃，反应时间为1～7天；R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不同地表示为C1～C20的烷基，Ar1为含噻吩单元结构的基团；
所述的Ar1为以下基团中的一种：
式中：R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17相同或不同地表示为C1～C20的烷基，m为1～20的整数。
4.根据权利要求3所述的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为50～150℃，反应时间2~4天。
5.根据权利要求3所述的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，所述有机钯催化剂为Pd2(dba)3/P(o-Tol)3、Pd(PPh3)4或Pd(PPh3)2Cl2，有机钯催化剂的添加量为原料A摩尔用量的0.1～20％。
6.根据权利要求3所述的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，所述碱为金属氢氧化物、金属碳酸盐的水溶液或四乙基氢氧化铵的水溶液；碱的用量为原料A摩尔用量的1～10倍。
7.根据权利要求3所述的芴类共聚物的制备方法，其特征在于，所述溶剂为弱极性有机溶剂、极性非质子性有机溶剂或它们的混合溶剂。
8.权利要求1的芴类共聚物的应用，其特征在于，芴类共聚物在聚合物太阳能电池制造、有机电致发光器件制造、有机场效应晶体管制造、有机光存储器件制造、有机非线性材料制造或有机激光器件制造中的应用。
9.一种聚合物太阳能电池器件，包括玻璃层、ITO层、PEDOT:PSS复合层、活性层和Al层，其特征在于，所述活性层包含有电子给体材料、电子受体材料，所述电子给体材料为权利要求1或2所述的芴类共聚物。
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Non-Patent Citations (2)
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| ADMASSIE Shimelis等.Electrochemical and Optical Studies of the Band Gaps of alternating polyfluorene copolymers.《Synthetic Metals》.2006,第156卷614-623. * |
| Silvia Janietz等.Tailoring of Low Bandgap Polymer and its Performance Analysis in Organic Solar Cells.《Macromolecular Chemistry and Physics》.2009,第210卷(第18期),1493-1503. * |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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