CN103232591A - 太阳能电池导电膜用导电聚合物及其合成方法 - Google Patents

太阳能电池导电膜用导电聚合物及其合成方法 Download PDF

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宋力平
王莹
麻国斌
程袁来
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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池导电膜用导电聚合物及其合成方法。该高分子材料的结构式为：

Description

太阳能电池导电膜用导电聚合物及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种导电聚合物及其合成方法，特别是一种太阳能电池导电膜用导电聚合物及其合成方法。
背景技术
随着不可再生能源的日渐枯竭，人们将注意力逐渐转向可再生的新能源领域，如太阳能、风能、生物能等。21世纪初，太阳能电池大大发展，由最初的半导体材料的太阳能电池向有机高分子太阳能电池发展，其中半导体材料的光电转化率可以达到50%，而作为价格低廉的有机高分子材料，现有最高的光电转化率在10%左右。在应用上，质轻又无破裂之虞的有机太阳能电池可经简单技术制备，除价格降低外，更适合可携式电子产品的需求，并且在室内或阴天均能正常使用（这是硅质太阳能电池无法达到的），使得有机太阳能电池的实用性及市场应用广度得到提升。
现今有机太阳能电池的光电转化率相对半导体材料较低，如何提高其光电转化率成为科学家研究的兴趣所在。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种太阳能电池导电膜用导电聚合物。
本发明的目的之二在于提供该聚合物的合成方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的反应机理为：
一种太阳能电池导电膜用导电聚合物，其特征在于该聚合物的结构式为：
Figure 201310167525X100002DEST_PATH_IMAGE002
其中，R1、R2为C1～C12的直链或支链烷基，n=100~500。
一种制备上述的太阳能电池导电膜用导电聚合物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将带取代基的三联苯炔与过氧化类引发剂按质量比80～100：0.5～5在溶剂中均匀混合，20～100℃条件下搅拌10～18小时，得到聚合产物，经过涂装、热固化得到太阳能电池导电膜用导电聚合物，所述的带取代基的三联苯炔的结构式为：  。
上述溶剂为水、有机溶剂或它们的组合。
上述的有机溶剂为：二氯甲烷、二甲基亚砜、四氢呋喃或甲苯。 
上述的引发剂为：过氧化苯甲酰，过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢或过氧化二异丙苯
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设计分子的结构来提高高分子的导电性能和内量子效率，减少或不使用有害物质掺杂，促进产业的绿色可持续发展。整体材料没有进行有害掺杂，完全为碳氢化合物，工艺简单易操作，导电高分子的导电性能优异，适合工业生产。
具体实施方式
下面结合若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：将500g聚合物单体对甲基乙基-三联苯炔与质量分数3%的引发剂过氧化苯甲酰均匀混合，80℃条件下搅拌11h，自然冷却至室温得到聚合产物。产物的聚合度n为350，其结构式为：
Figure 201310167525X100002DEST_PATH_IMAGE006
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：
νmax(cm-1)：3120, 2968 1571, 1560, 1367, 1008, 887, 774, 679。
 将一定量产物涂覆在基片表面，测得其光电转化率为9.5%。
实施例2：将496g聚合物单体对甲基丙基-三联苯炔与质量分数5%的引发剂过氧化苯甲酰均匀混合，70℃条件下搅拌13h，得到聚合产物。产物的聚合度n为420，结构式为：
Figure 201310167525X100002DEST_PATH_IMAGE008
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：
νmax(cm-1)：3110, 2969, 1556, 1513, 1326, 1012, 892, 778, 668。
将一定量产物涂覆在基片表面，测得其光电转化率为10%。
实施例3：将502g聚合物单体对乙基戊基-三联苯炔与质量分数4%的引发剂过氧化甲乙酮均匀混合，80℃条件下搅拌11h，得到聚合产物。产物的聚合度n为400，结构式为：
Figure 201310167525X100002DEST_PATH_IMAGE010
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：
νmax(cm-1)：3100, 2964, 1550, 1573, 1379, 1014, 890, 776, 680。
将一定量产物涂覆在基片表面，测得其光电转化率为10%。
实施例4：将500g聚合物单体对甲基异丙基-三联苯炔与质量分数3%的引发剂过氧化甲乙酮均匀混合，90℃条件下搅拌12h，得到聚合产物。产物的聚合度n为480，结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：
νmax(cm-1)：3108, 2968, 1539, 1569, 1390, 1024, 897, 777, 689。
将一定量产物涂覆在基片表面，测得其光电转化率为10.9%。

Claims (5)

1.一种太阳能电池导电膜用导电聚合物，其特征在于该聚合物的结构式为：
Figure 201310167525X100001DEST_PATH_IMAGE002
其中，R1、R2为C1～C12的直链或支链烷基，n=100~500。
2.一种制备根据权利要求1所述的太阳能电池导电膜用导电聚合物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将带取代基的三联苯炔与过氧化类引发剂按质量比80～100：0.5～5在溶剂中均匀混合，20～100℃条件下搅拌10～18小时，得到聚合产物，经过涂装、热固化得到太阳能电池导电膜用导电聚合物，所述的带取代基的三联苯炔的结构式为：  。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述溶剂为水、有机溶剂或它们的组合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的有机溶剂为：二氯甲烷、二甲基亚砜、四氢呋喃或甲苯。 
5.根据权利要求2所述的太阳能电池导电膜用导电聚合物，其特征在于所述的引发剂为：过氧化苯甲酰，过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢或过氧化二异丙苯。
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