CN103025787B - 基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

提供一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用。所述聚合物通式如下：其中，n为小于101的正整数；R1、R2、R3独立地为氢、C1~C20的烷基、C1~C20烷氧基苯或苯基；R4和R5为C1~C20的烷基。所述共轭聚合物溶解性好、吸光度强、光吸收范围宽，其光电转换效率得以提高，并且具有优良的电荷传输性能，可广泛应用于光电能量转换领域，如太阳能电池、有机电致发光器件和有机场效应晶体管等。

Description

基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
本发明属于光电领域，尤其涉及一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物及其制备方法。 
【背景技术】
利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。传统的用于地面的硅太阳能电池由于生产工艺复杂、成本高，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。自1992年N.S.Sariciftci等在SCIENCE(N.S Sariciftci，L.Smilowitz，A.J.Heeger，et al.Science，1992，258，1474)上报道共轭聚合物与C60之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展。 
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PTB7与PC71BM共混体系的能量转化效率已经达到7.4％(Y. Liang et al.，Adv.Mater.；DOI：10.1002／adma.200903528)，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。 
【发明内容】
基于此，有必要提供一种光电转换效率高的基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并 二噻吩的共轭聚合物。 
此外，还有必要提供一种该光电转换效率高的基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法。 
一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物，通式如下： 
其中，n为小于101的正整数；R1、R2、R3为氢、C1～C20的烷基、C1～C20烷氧基苯或苯基；R4、R5为C1～C20的烷基。 
一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，包括如下步骤： 
S11、将苝四羧酸二酰亚胺二溴代物或其衍生物和含苯并二噻吩单元的有机锡化合物按摩尔比1∶1～1.5∶1混合溶解在有机溶剂中； 
S12、无氧环境下，往步骤S11中加入催化剂，并在50～120℃下进行Stille偶合反应24～72小时，得到所述共轭聚合物溶液，反应方程式如下： 
优选的，步骤S11中，有机溶剂为选自四氢呋喃、二甲基酰胺、二氧六环、乙二醇二甲醚、苯和甲苯中的一种或几种；步骤S12中，催化剂加入量为总物质摩尔数的0.01％～5％；催化剂为有机钯或有机钯和有机膦配体的混合物；有机钯为选自Pd2(dba)3、Pd(PPh3)4和Pd(PPh3)2Cl2中的一种或几种；有机膦配体为P(o-Tol)3；有机钯和有机膦配体的混合物中两者摩尔比为1∶2～1∶20。 
优选的，所述共轭聚合物的制备方法还包括得到所述共轭聚合物溶液后的纯化过程，具体步骤如下： 
S13、将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体；S14、将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80～100℃加热搅拌后通过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂；S15、重复步骤S13至少一次，并用丙酮索氏提取步骤S14中分离出来的共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。 
一种采用上述基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物制备的太阳能电池器件，包括依次排列的如下结构：衬底、导电层、聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层、具有活性作用的共轭聚合物层和铝金属层。 
一种上述太阳能电池器件的制造方法，包括如下步骤： 
S21、清洗衬底，并在衬底的一个表面沉积一层导电层； 
S22、对所述导电层进行表面处理后，在所述导电层上涂覆聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸，形成聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层； 
S23、在所述聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层上涂覆所述共轭聚合物，形成具有活性作用的共轭聚合物层； 
S24、在所述共轭聚合物层上设置铝金属层，得到所述太阳能电池器件。 
一种采用上述基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物制备的有机电致发光器件，包括依次排列的如下结构：衬底、导电层、具有发光性能的共轭聚合物层、LiF缓冲层和铝金属层。 
一种上述有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤： 
S31、清洗衬底，并在衬底的一个表面沉积一层导电层； 
S32、对所述导电层进行表面处理后，在所述导电层上涂覆所述共轭聚合物，形成具有发光作用的共轭聚合物层； 
S33、在所述共轭聚合物层上蒸镀LiF，形成LiF缓冲层； 
S34、在所述LiF缓冲层上设置铝金属层，得到所述有机电致发光器件。 
一种采用上述基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物制备的有机场效应晶体管，包括依次排列的如下结构：掺杂硅衬底、SiO2绝缘层、十八烷基三氯硅烷层、共轭聚合物有机半导体层、金属材质的源电极和漏电极。 
一种上述有机场效应晶体管的制备方法，包括如下步骤： 
S41、清洗掺杂硅衬底，沉积具有绝缘作用的SiO2绝缘层； 
S42、在所述SiO2绝缘层上涂覆十八烷基三氯硅烷，形成十八烷基三氯硅烷层； 
S43、在所述十八烷基三氯硅烷层上涂覆所述共轭聚合物，形成共轭聚合物有机半导体层； 
S44、在所述共轭聚合物有机半导体层上设置金属材质的源电极和漏电极，得到所述有机场效应晶体管。 
苝四羧酸二酰亚胺及其衍生物具有大的共苯环平面结构和两个亚胺环结构，在可见光区域有很强的吸收，具有较高的光、热和环境稳定性，具有较高电子亲和能(较低的LUMO能级)，并且由于其共轭大π键之间的π-π堆叠使沿堆叠方向具有很高的电子迁移率，因此，它在有机太阳电池等多种领域都显现出广阔的应用前景。 
所述共轭聚合物，通过在苝四羧酸二酰亚胺“bay”位置引入取代基，及通过苝四羧酸二酰亚胺单体与其他单体共聚，增加了苝四羧酸二酰亚胺的溶解性。另外，苯并二噻吩单元是同时含有两个五元环和一个六元环骨架的具有优良的平面结构的单元，由于其良好的平面度和共轭度，其迁移率很高，并且苯并二噻吩单元上的4，5位可以引入烷基等修饰来提高其溶解性，并改善其可溶性加工性能。因此，将其与苝四羧酸二酰亚胺共聚，形成电子给体-受体结构，来调节聚合物的带隙，并将其吸收带边推向红外及近红外区，具有较高的光电转换效率。 
该共轭聚合物的制备方法简便可行，设备要求低，实用性强。 
【附图说明】
图1为太阳能电池器件一实施例的结构示意图； 
图2为有机电致发光器件一实施例的结构示意图； 
图3为有机场效应晶体管一实施例的结构示意图。 
【具体实施方式】
本发明的目的在于提供一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物，该共轭聚合物溶解性好，光吸收波谱宽，具有较高的光电转换效率。本发明还提供一种该共轭聚合物的制备方法，同时指出该共轭聚合物在光电领域的应用。 
一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物，通式如下： 
其中，n为小于101的正整数；R1、R2、R3为氢、C1～C20的烷基、C1～C20烷氧基苯或苯基；R4、R5为C1～C20的烷基。 
一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，包括如下步骤： 
S11、将苝四羧酸二酰亚胺二溴代物或其衍生物和含苯并二噻吩单元的有机锡化合物按摩尔比1∶1～1.5∶1混合溶解在有机溶剂中； 
S12、在无氧环境下，往步骤S11中加入催化剂，并在50～120℃下进行Stille偶合反应24～72小时，得到所述共轭聚合物溶液，反应方程式如下： 
优选的，步骤S11中，有机溶剂为选自四氢呋喃、二甲基酰胺、二氧六环、乙二醇二甲醚、苯和甲苯中的一种或几种；步骤S12中，无氧环境为氮气或惰性气体组成；催化剂加入量为总物质摩尔数的0.01％～5％；催化剂为有机钯或有 机钯和有机膦配体的混合物；有机钯为选自Pd2(dba)3、Pd(PPh3)4和Pd(PPh3)2Cl2中的一种或几种；有机膦配体为P(o-Tol)3；有机钯和有机膦配体的混合物中两者摩尔比为1∶2～1∶20。 
优选的，所述共轭聚合物的制备方法还包括得到所述共轭聚合物溶液后的纯化过程，具体步骤如下： 
S13、将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥，得含共轭聚合物的胶体；S14、将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80～100℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂；S15、重复步骤S13至少一次，并用丙酮索氏提取步骤S14中分离出来的共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。 
该共轭聚合物的制备方法简便可行，设备要求低，实用性强。 
该共轭聚合物在光电领域有着广泛的应用前景，例如用于太阳能电池器件、有机电致发光器件以及有机场效应晶体管等。 
如图1所示的一种太阳能电池器件，包括依次排列的如下结构：衬底110、导电层120、聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层130、具有活性作用的采用前述共轭聚合物制备的共轭聚合物层140和铝金属层150。 
上述太阳能电池器件的制造方法，包括如下步骤： 
S21、清洗衬底，并在衬底的一个表面沉积一层导电层； 
S22、对所述导电层进行表面处理后，在所述导电层上涂覆聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸形成聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层； 
S23、在所述聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层上涂覆所述共轭聚合物，形成具有活性作用的共轭聚合物层； 
S24、在所述共轭聚合物层上设置铝金属层，得到所述太阳能电池器件。 
在优选的实施例中，衬底基材采用ITO玻璃(铟锡氧化物玻璃)，玻璃作为衬底，方块电阻为10-20Ω／口的铟锡氧化物作为导电层，步骤S22中表面处理过程采用氧-Plasma(等离子)处理，所述共轭聚合物采用旋涂技术涂覆于聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层上。 
如图2所示的一种有机电致发光器件，包括依次排列的如下结构：衬底210、导电层220、具有发光性能的采用前述共轭聚合物制备的共轭聚合物层230、LiF缓冲层240和铝金属层250。 
上述有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤： 
S31、清洗衬底，并在衬底的一个表面沉积一层导电层； 
S32、对所述导电层进行表面处理后，在所述导电层上涂覆所述共轭聚合物，形成具有发光作用的共轭聚合物层； 
S33、在所述共轭聚合物层上蒸镀LiF，形成LiF缓冲层； 
S34、在所述LiF缓冲层上设置金属铝层，得到所述有机电致发光器件。 
在优选的实施例中，衬底基材采用ITO玻璃(铟锡氧化物玻璃)，玻璃作为衬底，方块电阻为10-20Ω／口的铟锡氧化物作为导电层，步骤S22中表面处理过程采用氧-Plasma(等离子)处理，所述共轭聚合物采用旋涂技术涂覆于聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层上。 
如图3所示的一种有机场效应晶体管，包括自下而上依次排列的如下结构：掺杂硅衬底310、SiO2绝缘层320、十八烷基三氯硅烷层330、采用前述共轭聚合物制备的共轭聚合物有机半导体层340、金属材质的源电极350和漏电极360。 
上述有机场效应晶体管的制备方法，包括如下步骤： 
S41、清洗掺杂硅衬底，沉积具有绝缘作用的SiO2绝缘层； 
S42、在所述SiO2绝缘层上涂覆十八烷基三氯硅烷，形成十八烷基三氯硅烷层； 
S43、在所述十八烷基三氯硅烷层上涂覆所述共轭聚合物，形成共轭聚合物有机半导体层； 
S44、在所述共轭聚合物有机半导体层上设置金属材质的源电极和漏电极，得到所述有机场效应晶体管。 
在优选的实施例中，掺杂硅衬底采用高掺杂的硅片，SiO2绝缘层厚度为500nm，所述共轭聚合物采用旋涂技术涂覆于十八烷基三氯硅烷层上，所述源电极和漏电极采用金制作。 
下面主要结合具体实施例对本发明的共轭聚合物及其制备方法作进一步的说明。 
实施例1 
聚N，N′-二-(3，4，5-三-甲基苯)-3，4，9，10-苝二酰亚胺-(4，5-二己基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的制备 
在氮气保护下，往含有0.5mmol N，N′-二-(3，4，5-三-甲基苯)-1，7-二溴-3，4，9，10-苝二酰亚胺和0.5mmol2，7-双三丁基锡-(4，5-二-己基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的DMF(18mL)溶液中鼓泡0.5h除去氧气，然后加入Pd2(dba)3(0.14g，0.015mol)和P(o-Tol)3(0.0083g，0.027mmol)，鼓泡0.5h除去残留的氧气，加热到80℃反应48小时，得到共轭聚合物溶液。将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体。将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，90℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂。将分离出的共轭聚合物加入到甲醇中进行沉降，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥后用丙酮索氏提取共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。Molecular weight(GPC，THF，R.I)：Mn＝24,300，Mw／Mn＝2.66。 
实施例2 
聚N，N′-二-(3，4，5-三-甲烷氧基苯)-3，4，9，10-苝二酰亚胺-(4-己基-5-癸基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的制备 
在氮气保护下，往含有0.5mmol N，N′-二-(3，4，5-三-甲烷氧基苯)-1，7-二溴-3，4，9，10-苝二酰亚胺和0.5mmol2，7-双三丁基锡-(4-己基-5-癸基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的二氧六环(15mL)溶液中鼓泡0.5h除去氧气，然后加入Pd(PPh3)2Cl210mg，鼓泡0.5h除去残留的氧气，加热到85℃反应36小时，得到共轭聚合物溶液。将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体。将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，90℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂。将分离出的共轭聚合物加入到甲醇中进行沉降，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥后用丙酮索氏提取共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。Molecular weight(GPC，THF，R.I)：Mn=24,200，Mw／Mn=2.57；) 
实施例3 
聚N，N′-二-(3，4，5-三-辛氧基苯)-3，4，9，10-苝二酰亚胺-(4，5-二-二十烷基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的制备 
在氮气保护下，往含有0.5mmol N，N′-二-(3，4，5-三-辛氧基苯)-1，7-二溴-3，4，9，10-苝二酰亚胺和0.5mmol2，7-双三丁基锡-(4，5-二-二十烷基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的甲苯／THF(30mL)溶液中鼓泡0.5h除去氧气，然后加入Pd(PPh3)48mg，鼓泡0.5h除去残留的氧气，，加热到80℃反应72小时，得到共轭聚合物溶液。将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体。将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂。将分离出的共轭聚合物加入到甲醇中进行沉降，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥后用丙酮索氏提取共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。Molecular weight(GPC，THF，R.I)：Mn=22,000，Mw／Mn=2.65。 
实施例4 
聚N，N′-二-(3，5-二-二十烷氧基-4-甲基苯)-3，4，9，10-苝二酰亚胺-(4，5-二-十二烷氧基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的制备 
在氮气保护下，往含有0.52mmol N，N′-二-(3，5-二-二十烷氧基-4-甲基苯)-1，7-二溴-3，4，9，10-苝二酰亚胺和0.5mmol2，7-双三丁基锡-(4，5-二-十二烷氧基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的苯(20mL)溶液中鼓泡0.5h除去的氧气，然后加入Pd(PPh3)2Cl25mg，鼓泡0.5h除去残留的氧气，加热到100℃反应56小时，得到共轭聚合物溶液。将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体。将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂。将分离出的共轭聚合物加入到甲醇中进行沉降，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥后用丙酮索氏提取共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。Molecular weight(GPC，THF，R.I)：Mn=25,600，Mw／Mn=3.76。 
实施例5 
聚N，N′-二-(3，5-二-二十基苯)-3，4，9，10-苝二酰亚胺-(4-甲基-5-甲氧基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩 
在氮气保护下，往含有0.51mmol N，N’-二-(3，5-二-二十基苯)-1，7-二溴-3，4，9，10-苝二酰亚胺和0.5mmol2，7-双三丁基锡-(4-甲基-5-甲氧基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的甲苯／DMF(25mL)溶液中鼓泡0.5h除去氧气，加入Pd(PPh3)410mg，鼓泡0.5h除去残留的氧气，加热到70℃反应40小时，得到共轭聚合物溶液。将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体。将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂。将分离出的共轭聚合物加入到甲醇中进行沉降，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥后用丙酮索氏提取共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。Molecular weight(GPC，THF，R.I)：Mn=23,300，Mw／Mn=2.44。 
实施例6 
聚N，N′-二-(3，4，5-三-苯基苯)-3，4，9，10-苝二酰亚胺-(4,4-二-二十烷氧基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的制备 
在氩气保护下，往含有0.75mmo N，N′-二-(3，4，5-三-苯基苯)-1，7-二溴-3，4，9，10-苝二酰亚胺l和0.5mmol2，7-双三丁基锡-(4，5-二-二十烷氧基)苯并[2，1-b：3,4-b']二噻吩的二氧六环／THF(18mL)溶液中鼓泡0.5h除去氧气，加入Pd(PPh3)2Cl28mg，鼓泡0.5h除去残留的氧气，加热到65℃反应72小时，得到共轭聚合物溶液。将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体。将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，90℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂。将分离出的共轭聚合物加入到甲醇中进行沉降，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥后用丙酮索氏提取共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。Molecular weight(GPC，THF，R.I)：Mn=28,900，Mw／Mn=2.37。 
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物，通式如下：
其中，n为小于101的正整数；
R1、R2、R3为氢、C1～C20的烷基、C1～C20烷氧基苯或苯基；
R4、R5为C1～C20的烷基。
2.一种基于苝四羧酸二酰亚胺和苯并二噻吩的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11、将苝四羧酸二酰亚胺二溴代物或其衍生物和含苯并二噻吩单元的有机锡化合物按摩尔比1：1～1.5：1混合溶解在有机溶剂中；
S12、无氧环境下，往步骤S11中加入催化剂，并在50～120℃下进行Stille偶合反应24～72小时，得到共轭聚合物溶液，反应方程式如下：
其中，n为小于101的正整数；
R1、R2、R3为氢、C1～C20的烷基、C1～C20烷氧基苯或苯基；
R4、R5为C1～C20的烷基。
3.如权利要求2所述的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤S11中，所述有机溶剂为选自四氢呋喃、二甲基酰胺、二氧六环、乙二醇二甲醚、苯和甲苯中的一种或几种。
4.如权利要求2所述的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤S12中，所述催化剂加入量为总物质摩尔数的0.01%～5%；
所述催化剂为有机钯或有机钯和有机膦配体的混合物；
所述有机钯为选自Pd2(dba)3、Pd(PPh3)4和Pd(PPh3)2Cl2中的一种或几种；
所述有机膦配体为P(o-Tol)3；
所述有机钯和有机膦配体的混合物中，有机钯与有机膦配体的摩尔比为1：2～1：20。
5.如权利要求2所述的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，还包括得到所述共轭聚合物溶液后的纯化过程，具体步骤如下：
S13、将所述共轭聚合物溶液滴加到甲醇中，进行沉降处理，然后抽滤，甲醇洗涤，干燥，得到含共轭聚合物的胶体；
S14、将含共轭聚合物的胶体溶解于甲苯中，并将该甲苯溶液加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，80～100℃加热搅拌后过氧化铝柱层析，分离出共轭聚合物，氯苯淋洗后减压除去有机溶剂；
S15、重复步骤S13至少一次，并用丙酮索氏提取步骤S14中分离出来的共轭聚合物，得到共轭聚合物固体。
6.一种采用权利要求1所述共轭聚合物制备的太阳能电池器件，其特征在于，包括依次排列的如下结构：衬底、导电层、聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层、具有活性作用的采用所述共轭聚合物制备的共轭聚合物层和铝金属层。
7.一种权利要求6所述太阳能电池器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S21、清洗衬底，并在衬底的一个表面沉积一层导电层；
S22、对所述导电层进行表面处理后，在所述导电层上涂覆聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸，形成聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层；
S23、在所述聚3，4-亚乙二氧基噻吩：聚苯乙烯磺酸层上涂覆所述共轭聚合物，形成具有活性作用的共轭聚合物层；
S24、在所述共轭聚合物层上设置铝金属层，得到所述太阳能电池器件。
8.一种采用权利要求1所述共轭聚合物制备的有机电致发光器件，其特征在于，包括依次排列的如下结构：衬底、导电层、具有发光性能的采用所述共轭聚合物制备的共轭聚合物层、LiF缓冲层和铝金属层。
9.一种权利要求8所述有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S31、清洗衬底，并在衬底的一个表面沉积一层导电层；
S32、对所述导电层进行表面处理后，在所述导电层上涂覆所述共轭聚合物，形成具有发光作用的共轭聚合物层；
S33、在所述共轭聚合物层上蒸镀LiF，形成LiF缓冲层；
S34、在所述LiF缓冲层上设置铝金属层，得到所述有机电致发光器件。
10.一种采用权利要求1所述共轭聚合物制备的有机场效应晶体管，其特征在于，包括依次排列的如下结构：掺杂硅衬底、SiO2绝缘层、十八烷基三氯硅烷层、采用所述共轭聚合物制备的共轭聚合物有机半导体层、金属材质的源电极和漏电极。
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