CN103435785B - 聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池，该聚合物如式（I）或式（II）所示。与现有共轭聚合物相比，本发明式（I）或式（II）所示的聚合物以二噻吩并咔唑的稠环单元为给体，该稠环单元重组能小，π电子离域性好，将其引入共轭化合物中可有效降低聚合物的重组能，延长聚合物的共轭长度，从而可以提高聚合物的迁移率和减少聚合物的光学带隙，光学带隙的降低可使聚合物的吸收带红移，使其吸收光谱与太阳光谱更匹配，因此，此类聚合物不仅可扩大聚合物的光谱吸收范围，还可提高空穴迁移率；以氟代异靛蓝为受体，可降低聚合物的HOMO能级，提高聚合物太阳能电池的开路电压。

Description

聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池

技术领域

本发明属于半导体材料技术领域，尤其涉及聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池。

背景技术

与传统的硅太阳能电池相比，有机聚合物太阳能电池由于具有质量轻、成本低、可大面积加工和制备柔性器件等优势而备受人们的关注。

有机聚合物太阳能电池通常由正、负电极及其间具有光活性的薄层所组成，光活性薄层一般是由给体（D）和受体（A）组成的体异质结（BHJ）结构。目前使用的受体材料主要有CdSe、n-型聚合物和C60及其衍生物PCBM，其中以PCBM使用的最多。BHJ型太阳能电池的正负极分别为铟锡氧化物（ITO）和具有较低功能函数的金属，位于两个电极之间的光活性涂层由共轭聚合物与PCBM混合而成。当光透过透明的ITO照射到共轭聚合物分子上时，如果光子能量大于聚合物的带隙时就会激发出激子，激子向D/A界面移动，在D/A能级差的驱动下激子在界面上分离，电子会转移到受体PCBM的LUMO轨道上，而空穴则会仍然停留在共轭化合物的HOMO轨道。然后电子和空穴沿着各自的通道传输到电极并被电极收集，从而产生光电流和光电压。

对于有机太阳能电池来说，其共同的特点就是界面对于激子的产生和分离起着至关重要的作用。激子依靠电场和化学势梯度得以分离，同时依靠界面电场来降低电荷的重新结合速率，因此，界面性质影响到激子的扩散距离及其在界面的分离，即在有机材料中的电荷传输和在于金属接触处的电荷传递。在有机太阳能电池中，界面性质主要取决于组成光活性涂层的聚合物材料的结构，聚合物材料的化学结构是影响电池性能的首要因素。

对太阳光谱的低利用率和共轭聚合物的低电荷载体迁移率是造成目前电池效率较低的主要原因，由于现有共轭化合物的吸收带比较窄，从而不能有效利用太阳光谱，也同时造成共轭聚合物的空穴迁移率比较低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池，该聚合物光谱吸收范围较宽。

本发明提供了一种聚合物，如式（I）或式（II）所示：

其中，R₁为烷基；R₂为烷基；X为H或氟原子；n为聚合度。

优选的，所述R₁为C4～C22的直链烷基或C4～C22的支链烷基。

优选的，所述R₂为C10～C22的直链烷基或C12～C40的支链烷基。

优选的，所述n为5～100的整数。

本发明还提供了一种聚合物的制备方法，包括以下步骤：

在惰性气体保护的条件下，将具有式（III-1）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物混合在催化剂及辅助配体作用下，进行反应，得到式（I）所示的聚合物；

或在惰性气体保护的条件下，将具有式（III-2）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物混合在催化剂及辅助配体作用下，进行反应，得到式（II）所示的聚合物；

其中，R₁为烷基；R₂为烷基；X为H或氟原子；n为聚合度。

优选的，所述催化剂为三（二亚苄基丙酮）二钯。

优选的，所述催化剂与具有式（IV）结构的化合物的摩尔比为（0.01～0.1）：1。

优选的，所述辅助配体为三（邻甲基苯基）膦。

优选的，所述辅助配体与具有式（IV）结构的化合物的摩尔比为（0.1～0.5）：1。

本发明还提供了一种有机聚合物太阳能电池，光活性涂层包括式（I）或式（II）所示的聚合物。

本发明提供了一种聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池，该聚合物如式（I）或式（II）所示，其中，R₁为烷基；R₂为烷基；X为H或氟原子；n为聚合度。与现有共轭聚合物相比，本发明式（I）或式（II）所示的聚合物以二噻吩并咔唑的稠环单元为给体，该稠环单元重组能小，π电子离域性好，将其引入共轭化合物中可有效降低聚合物的重组能，延长聚合物的共轭长度，从而可以提高聚合物的迁移率和减少聚合物的光学带隙，光学带隙的降低可使聚合物的吸收带红移，使其吸收光谱与太阳光谱更匹配，此类聚合物不仅可扩大聚合物的光谱吸收范围，还可提高空穴迁移率；以氟代异靛蓝为受体，可降低聚合物的HOMO能级，提高聚合物太阳能电池的开路电压。

实验表明，本发明提供的有机聚合物太阳能电池的能量转化效率可达7.9%。

附图说明

图1为本发明正置有机聚合物太阳能电池器件结构示意图；

图2为本发明实施例1与实施例4中制备得到的式（I）所示的聚合物的循环伏安图；

图3为本发明实施例7与实施例10中制备得到的正置有机聚合物太阳能电池的电流-电压曲线图；

图4为本发明实施例7与实施例10中制备得到的正置有机聚合物太阳能电池的EQE曲线图；

图5为本发明实施例13与实施例16中制备得到的倒置有机聚合物太阳能电池的电流-电压曲线图；

图6为本发明实施例13与实施例16中制备得到的倒置有机聚合物太阳能电池的EQE曲线图。

具体实施方式

本发明提供了一种聚合物，如式（I）或式（II）所示：

其中，R₁为烷基，优选为C4～C22的直链烷基或C4～C22的支链烷基，更优选为C4～C18的直链烷基或C4～C18的支链烷基，再优选为C6～C16的直链烷基或C6～C16的支链烷基；R₂为烷基，优选为C10～C22的直链烷基或C12～C40的支链烷基，更优选为C10～C18的直链烷基或C12～C30的支链烷基；X为H或氟原子；n为聚合度，优选为5≤n≤100，更优选为5≤n≤60，再优选为20≤n≤60。

本发明式（I）或式（II）所示的聚合物以二噻吩并咔唑的稠环单元为给体，该稠环单元重组能小，π电子离域性好，将其引入共轭化合物中可有效降低聚合物的重组能，延长聚合物的共轭长度，从而可以提高聚合物的迁移率和减少聚合物的光学带隙，光学带隙的降低可使聚合物的吸收带红移，使其吸收光谱与太阳光谱更匹配，此类聚合物不仅可扩大聚合物的光谱吸收范围，还可提高空穴迁移率；以氟代异靛蓝为受体，可降低聚合物的HOMO能级，提高聚合物太阳能电池的开路电压。

本发明还提供了一种式（I）所示的聚合物的制备方法，包括以下步骤：在惰性气体保护的条件下，将具有式（III-1）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物混合在催化剂及辅助配体作用下，进行反应，得到式（I）所示的聚合物；

其中，R₁为烷基；R₂为烷基；X为H或氟原子；n为聚合度。

本发明中，所述R₁、R₂、X与n均同上所述，在此不再赘述。

本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，可为市售也可为自制。

所述具有式（IV）结构的化合物优选按照以下方法进行制备：S1）将具有式（1）结构的化合物与具有式（2）结构的化合物在乙醇与浓盐酸体系中进行偶联反应得到具有式（3）结构的化合物；S2）将具有式（3）结构的化合物在碱性化合物存在的条件下与碘代烷（R₂I）在有机溶剂中混合反应，得到具有式（IV）结构的化合物，反应流程如下：

所述具有式（1）结构的化合物的浓度优选为0.15～0.4mol/L，更优选为0.15～0.25mol/L；所述偶联反应优选为回流反应，反应时间优选为20～30h，更优选为20～25h。偶联反应后优选过滤，依次用水、乙醇与乙酸乙酯洗涤，干燥后，得到具有式（3）结构的化合物。

具有式（3）结构的化合物在碱性条件下与碘代烷在有机溶剂中混合反应，其中所述碱性化合物优选为碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钾；所述碱性化合物与具有式（3）结构的化合物的摩尔比优选为（2～4）：1；所述有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为二甲基甲酰胺（DMF）与四氢呋喃（THF）的混合液，更优选为等体积混合的二甲基甲酰胺（DMF）与四氢呋喃（THF）的混合液；所述具有式（3）结构的化合物在有机溶剂中的浓度优选为0.1～0.5mol/L。

按照本发明所述步骤S2）优选按照以下加料顺序进行：将具有式（3）结构的化合物与碱性化合物溶于有机溶剂中，然后滴加碘代烷（R₂I）的四氢呋喃溶液。

具有式（3）结构的化合物与碘代烷（R₂I）优选在室温下进行反应，所述反应的时间优选为20～30h，更优选为22～26h。反应完成之后，将反应体系倒入水中，用三氯甲烷进行萃取，得到的有机相用饱和食盐水洗涤，干燥后，除去溶剂得到具有式（IV）结构的化合物。

在惰性气体保护的条件下，将具有式（III-1）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物混合进行反应，其中所述惰性气体为本领域技术人员熟知的惰性气体即可，并无特殊的限制，本发明优选在氩气保护的条件下进行反应。为使反应充分发生，所述具有式（III-1）结构的化合物优选过量于具有式（IV）结构的化合物，两者的摩尔比优选为（1.02～1.4）：1，更优选为（1.02～1.1）：1。

本发明中优选将具有式（III-1）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物溶于有机溶剂中混合进行反应，所述有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，优选溶于甲苯中。溶于有机溶剂中时，有机溶剂加入的量优选为使式（IV）结构的化合物的浓度为0.01～0.1mol/L。

制备式（I）所示的聚合物需在催化剂及辅助配体的作用下进行，所述催化剂与具有式（IV）结构的化合物的摩尔比优选为（0.01～0.1）：1，更优选为（0.01～0.05）：1，再优选为（0.01～0.04）：1；所述催化剂优选为三（二亚苄基丙酮）二钯（Pd₂(dba)₃）；所述辅助配体与具有式（IV）结构的化合物的摩尔比优选为（0.1～0.5）：1，更优选为（0.1～0.3）：1；所述辅助配体优选为三（邻甲基苯基）膦。

按照本发明，具有式（III-1）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物在催化剂及辅助配体的作用下混合进行反应，得到式（I）所示的聚合物。所述反应的温度优选为100℃～150℃，更优选为110℃～130℃；所述反应的时间优选为36～60h，更优选为40～50h；该反应优选在避光的条件下进行。

得到式（I）所示的聚合物后，为了使其具有更广泛的应用，优选将其与封端剂反应，得到官能化聚合物。所述封端剂优选为4-溴甲苯；所述反应的时间优选8～15h，更优选为10～13h，反应产物经后处理后得到官能化的聚合物。所述后处理优选为将反应产物在甲醇中沉淀，然后依次用丙酮、己烷、氯仿分别抽提，最后再在甲醇中沉淀，真空干燥。

本发明还提供了一种式（II）所示的聚合物的制备方法，在惰性气体保护的条件下，将具有式（III-2）结构的化合物与具有式（IV）结构的化合物混合在催化剂及辅助配体作用下，进行反应，得到式（II）所示的聚合物。

其中，所述式（II）所示的聚合物的制备方法与式（I）所示聚合物的制备方法相同，只将具有式（III-2）结构的化合物替代具有式（III-1）结构的化合物即可，在此不再赘述。

本发明还提供了一种包含式（I）和/或式（II）所示的聚合物的有机聚合物太阳能电池，式（I）与式（II）所示的聚合物作为活性层材料。所述太阳能电池的结构为本领域技术人员熟知的结构即可，并无特殊的限制。

当太阳能电池为正置有机聚合物太阳能电池，其器件结构示意图如图1所示，优选：1为玻璃基底层、2为ITO玻璃层、3为聚（3,4-二氧乙烷噻吩）/聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT/PSS）层、4为式（I）和/或式（II）所示的聚合物和PCBM的共混薄膜层、5为LiF层与6为Al电极层。所述聚（3,4-二氧乙烷噻吩）/聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT/PSS）层的厚度优选为30～50nm；所述式（I）和/或式（II）所示的聚合物和PCBM的共混薄膜层的厚度优选为60～300nm；所述PCBM为本领域技术人员熟知的PCBM即可，并无特殊的限制，本发明中优选为1-（3-甲氧基羰基）丙基-1-苯基[6,6]-C-71（PC₇₁BM）。

当太阳能电池为倒置有机聚合物太阳能电池，其器件结构优选从负极到正极依次为：玻璃基底层、ITO玻璃层、ZnO层、式（I）和/或式（II）所示的聚合物和PCBM的共混薄膜层、MoO₃层与Al电极层。所述ZnO的厚度优选为30～50nm；所述式（I）和/或式（II）所示的聚合物和PCBM的共混薄膜的厚度优选为60～300nm。

实验表明，本发明提供的有机聚合物太阳能电池的能量转化效率可达7.9%。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚合物及其制备方法、有机聚合物太阳能电池进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

1.1在氩气氛围下，向250ml三口瓶中加入16.39mmol6-溴吲哚-2-酮和16.39mmol6-溴-7-氟靛红，加入200ml冰醋酸和1.2ml浓盐酸，加热至130℃反应24h，冷却到室温，过滤，依次用水、乙醇、乙醚洗涤，抽干的红色固体即为6,6′-二溴-7-氟异靛蓝，产率为70%。

1.2将2.28mmol1.1中得到的6,6′-二溴-7-氟异靛蓝与9.13mmol氢氧化钾溶于40mlDMF中，在恒压滴液漏斗中加入9.13mmol的1-碘-2-辛基十二烷烃和40mlTHF，慢慢滴入反应液中，室温反应24h后，倒入水中，氯仿萃取，有机层经无水硫酸镁干燥，除去溶剂后，以体积比为8:1的石油醚与二氯甲烷为淋洗剂淋洗后，得到红色固体即为N,N′-二（2-辛基十二烷基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝，产率42%。

1.3在无水无氧的条件下，将0.408mmolN-十二烷基-2,8-二(三甲基锡)二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑、0.40mmol1.2中得到的N,N’-二（2-辛基十二烷基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝、0.008mmol三（二苯亚甲基丙酮）二钯与0.064mmol三邻甲苯基磷加入100ml的Schlenk管中，再加入40ml甲苯，加热至120℃反应48h，然后加入0.163mmol4-溴甲苯，继续反应12h，得到聚合物，将聚合物在甲醇中沉降，过滤，然后在索氏提取器中依次用丙酮、正己烷、氯仿抽提，氯仿抽提液浓缩后再次在甲醇中沉降，过滤后得到蓝色固体，为聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]，结构如式（I-a）所示，记为P(IID1F-C1-C8C10)，产率为72%。

利用核磁共振对1.1中得到的6,6′-二溴-7-氟异靛蓝与1.2中得到的N,N′-二（2-辛基十二烷基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝进行分析，得到其核磁共振氢谱，结果为：

6,6′-二溴-7-氟异靛蓝¹HNMR（DMSO400MHz,ppm）:δ11.62(s,1H),11.08(s,1H),8.96(d,2H,J=8Hz),8.82(d,2H,J=8Hz),7.24-7.27(dd,1H,J=8Hz,J=4Hz),7.16-7.18(dd,1H,J=8Hz,J=4Hz),6.96(s,1H)。

N,N′-二（2-辛基十二烷基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝¹HNMR（CDCl₃,400MHz,ppm）:δ9.04(d,1H,J=8.4Hz),8.92(d,1H,J=8.4Hz),7.16-7.26(m,2H),6.90(s,1H),3.83(d,2H,J=7.2Hz),3.62(d,2H,J=7.2Hz),1.88(m,2H),1.23(m,64H),0.86(m,12H)。

利用元素分析对1.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为：C₈₆H₁₂₄FN₃O₂S₂，计算值：C，78.55；H，9.50；N，3.20；测量值：C，77.49；H，9.1；N，2.85。

利用凝胶渗透色谱仪对1.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为GPC：M_n:42000g/mol；PDI:3.16。

对1.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]进行电化学测试，得到其循环伏安图，如图2所示，其中，a为1.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]的循环伏安曲线。电化学测试在CH660a的电化学工作站进行测试，有机溶剂为无水乙腈，支持电解质为四丁基六氟磷酸铵，浓度为0.1mol/L，工作电极为直径为10mm的铂碳，将聚合物的邻二苯溶液旋涂在铂碳电极上，铂丝为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，扫描速率为100mV/s，电位用二茂铁进行标定，HOMO能级和LUMO能级的计算公式分别为： $\mathrm{HOMO}=-(4.80+E_{\mathrm{onset}}^{\mathrm{ox}})\mathrm{eV},\mathrm{LUMO}=-(4.80+E_{\mathrm{onset}}^{\mathrm{re}})\mathrm{eV}.$

实施例2

2.1在氩气氛围下，向250ml三口瓶中加入16.39mmol6-溴吲哚-2-酮和16.39mmol6-溴-7-氟靛红，加入200ml冰醋酸和1.2ml浓盐酸，加热至130℃反应24h，冷却到室温，过滤，依次用水、乙醇、乙醚洗涤，抽干的红色固体即为6,6′-二溴-7-氟异靛蓝，产率为70%。

2.2将2.28mmol2.1中得到的6,6′-二溴-7-氟异靛蓝与9.13mmol氢氧化钾溶于40mlDMF中，在恒压滴液漏斗中加入9.13mmol的1-碘-2-丁基辛烷和40mlTHF，慢慢滴入反应液中，室温反应24h后，倒入水中，氯仿萃取，有机层经无水硫酸镁干燥，除去溶剂后，以体积比为8:1的石油醚与二氯甲烷为淋洗剂淋洗后，得到红色固体即为N,N′-二（2-丁基辛基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝，产率47%。

2.3在无水无氧的条件下，将0.408mmolN-十二烷基-2,8-二(三甲基锡)二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑、0.40mmol2.2中得到的N,N′-二（2-丁基辛基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝、0.008mmol三（二苯亚甲基丙酮）二钯与0.064mmol三邻甲苯基磷加入100ml的Schlenk管中，再加入40ml甲苯，加热至120℃反应48h，然后加入0.163mmol4-溴甲苯，继续反应12h，得到聚合物，将聚合物在甲醇中沉降，过滤，然后在索氏提取器中依次用丙酮、正己烷、氯仿抽提，氯仿抽提液浓缩后再次在甲醇中沉降，过滤后得到蓝色固体，为聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]，结构如式（II-b）所示记为P(IID1F-C2-C4C6)，其产率为72%。

利用核磁共振对2.2中得到的N,N′-二（2-丁基辛基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝进行分析，得到其核磁共振氢谱，结果为¹HNMR（CDCl₃,400MHz,ppm）:δ9.04(d,1H,J=8.4Hz),8.92(d,1H,J=8.4Hz),7.16-7.26(m,2H),6.90(s,1H),3.83(d,2H,J=7.2Hz),3.62(d,2H,J=7.2Hz),1.88(m,2H),1.23(m,16H),0.86(m,12H)。

利用元素分析对2.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为：C₆₈H₈₈FN₃O₂S₂，计算值：C，76.86；H，8.35；N，3.95；测量值：C，76.1；H，8.24；N，3.63。

利用凝胶渗透色谱仪对2.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为GPC：M_n:55000g/mol；PDI:3.5。

实施例3

3.1在氩气氛围下，向250ml三口瓶中加入16.39mmol6-溴吲哚-2-酮和16.39mmol6-溴-7-氟靛红，加入200ml冰醋酸和1.2ml浓盐酸，加热至130℃反应24h，冷却到室温，过滤，依次用水、乙醇、乙醚洗涤，抽干的红色固体即为6,6′-二溴-7-氟异靛蓝，产率为70%。

3.2将2.28mmol3.1中得到的6,6′-二溴-7-氟异靛蓝与9.13mmol氢氧化钾溶于40mlDMF中，在恒压滴液漏斗中加入9.13mmol的1-碘-2-己基癸烷和40mlTHF，慢慢滴入反应液中，室温反应24h后，倒入水中，氯仿萃取，有机层经无水硫酸镁干燥，除去溶剂后，以体积比为8:1的石油醚与二氯甲烷为淋洗剂淋洗后，得到红色固体即为N,N′-二（2-己基癸基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝，产率38%。

3.3在无水无氧的条件下，将0.408mmolN-十二烷基-2,8-二(三甲基锡)二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑、0.40mmol3.2中得到的N,N′-二（2-己基癸基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝、0.008mmol三（二苯亚甲基丙酮）二钯与0.064mmol三邻甲苯基磷加入100ml的Schlenk管中，再加入40ml甲苯，加热至120℃反应48h，然后加入0.163mmol4-溴甲苯，继续反应12h，得到聚合物，将聚合物在甲醇中沉降，过滤，然后在索氏提取器中依次用丙酮、正己烷、氯仿抽提，氯仿抽提液浓缩后再次在甲醇中沉降，过滤后得到蓝色固体，为聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]，其结构如式（I-c）所示，记为P(IID1F-C1-C6C8)，其产率为86%。

利用核磁共振对3.2中得到的N,N′-二（2-己基癸基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝进行分析，得到其核磁共振氢谱，结果为¹HNMR（CDCl₃,400MHz,ppm）:δ9.04(d,1H,J=8.4Hz),8.92(d,1H,J=8.4Hz),7.16-7.26(m,2H),6.90(s,1H),3.83(d,2H,J=7.2Hz),3.62(d,2H,J=7.2Hz),1.88(m,2H),1.23(m,24H),0.86(m,12H)。

利用元素分析对3.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为：C₇₈H₁₀₈FN₃O₂S₂，计算值：C，77.89；H，9.05；N，3.49；测量值：C，77.32；H，8.78；N，2.92。

利用凝胶渗透色谱仪对3.3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为GPC：M_n:21000g/mol；PDI:196。

实施例4

在无水无氧的条件下，将0.408mmolN-十二烷基-2,8-二(三甲基锡)二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑、0.40mmolN,N′-二（2-辛基十二烷基）-6,6′-二溴-7,7′-双氟异靛蓝、0.008mmol三（二苯亚甲基丙酮）二钯与0.064mmol三邻甲苯基磷加入100ml的Schlenk管中，再加入40ml甲苯，加热至120℃反应48h，然后加入0.163mmol4-溴甲苯，继续反应12h，得到聚合物，将聚合物在甲醇中沉降，过滤，然后在索氏提取器中依次用丙酮、正己烷、氯仿抽提，氯仿抽提液浓缩后再次在甲醇中沉降，过滤后得到蓝色固体，为聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]，其结构如式（I-d）所示，记为P(IID2F-C1-C8C10)，其产率为78%。

利用元素分析对实施例4中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]进行分析，得到结果为：C₈₆H₁₂₃F₂N₃O₂S₂，计算值：C，77.49；H，9.30；N，3.15；测量值：C，77.07；H，8.85；N，2.63。

利用凝胶渗透色谱仪对实施例4中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]进行分析，得到结果为GPC：M_n:31000g/mol；PDI:2.56。

对实施例4中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]进行电化学测试，得到其循环伏安图，其中，b为实施例4中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]循环伏安曲线。

实施例5

在无水无氧的条件下，将0.408mmolN-十二烷基-2,8-二(三甲基锡)二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑、0.40mmolN,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-6,6′-二溴-7,7′-双氟异靛蓝、0.008mmol三（二苯亚甲基丙酮）二钯与0.064mmol三邻甲苯基磷加入100ml的Schlenk管中，再加入40ml甲苯，加热至120℃反应48h，然后加入0.163mmol4-溴甲苯，继续反应12h，得到聚合物，将聚合物在甲醇中沉降，过滤，然后在索氏提取器中依次用丙酮、正己烷、氯仿抽提，氯仿抽提液浓缩后再次在甲醇中沉降，过滤后得到蓝色固体，为聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]，其结构如式（II-e）所示，记为P(IID2F-C2-C14C14)，其产率为84%。

利用元素分析对实施例5中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]进行分析，得到结果为：C₁₀₆H₁₆₃F₂N₃O₂S₂，计算值：C，78.90；H，10.18；N，2.60；测量值：C，78.13；H，9.76；N，2.31。

利用凝胶渗透色谱仪对实施例5中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]进行分析，得到结果为GPC：M_n:51000g/mol；PDI:3.29。

实施例6

在无水无氧的条件下，将0.408mmolN-十二烷基-2,8-二(三甲基锡)二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑、0.40mmolN,N′-二（2-己基癸基）-6,6′-二溴-7-氟异靛蓝、0.008mmol三（二苯亚甲基丙酮）二钯与0.064mmol三邻甲苯基磷加入100ml的Schlenk管中，再加入40ml甲苯，加热至120℃反应48h，然后加入0.163mmol4-溴甲苯，继续反应12h，得到聚合物，将聚合物在甲醇中沉降，过滤，然后在索氏提取器中依次用丙酮、正己烷、氯仿抽提，氯仿抽提液浓缩后再次在甲醇中沉降，过滤后得到蓝色固体，为聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]，其结果如式（II-f）所示，记为P(IID1F-C2-C6C8)，其产率为67%。

利用元素分析仪对实施例6中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为：C₇₈H₁₀₈FN₃O₂S₂，计算值：C，77.89；H，9.05；N，3.49；测量值：C，77.13；H，8.65；N，3.01。

利用凝胶渗透色谱仪对实施例6中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]进行分析，得到结果为GPC：M_n:43000g/mol；PDI:2.6。

实施例7

7.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的PEDOT/PSS的水溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以5000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为45nm的PEDOT/PSS界面层，然后将实施例1中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在PEDOT/PSS界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

7.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4帕卡斯，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积1nm厚的LiF层，然后在LiF层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到正置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对7.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表1；得到其电流-电压曲线图，如图3所示，其中，a为7.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池的电流-电压曲线；得到其EQE曲线图，如图4所示，其中，a为7.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池的EQE曲线。

实施例8

8.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的PEDOT/PSS的水溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以5000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为45nm的PEDOT/PSS界面层，然后将实施例2中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在PEDOT/PSS界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

8.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4帕卡斯，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积1nm厚的LiF层，然后在LiF层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到正置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对8.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表1。

实施例9

9.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的PEDOT/PSS的水溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以5000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为45nm的PEDOT/PSS界面层，然后将实施例3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在PEDOT/PSS界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

9.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4帕卡斯，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积1nm厚的LiF层，然后在LiF层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到正置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对9.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表1。

实施例10

10.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的PEDOT/PSS的水溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以5000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为45nm的PEDOT/PSS界面层，然后将实施例4中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在PEDOT/PSS界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

10.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4帕卡斯，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积1nm厚的LiF层，然后在LiF层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对10.2中得到的正置聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表1；得到其电流-电压曲线图，如图3所示，其中，a为10.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池的电流-电压曲线；得到其EQE曲线图，如图4所示，其中，a为10.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池的EQE曲线。

实施例11

11.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的PEDOT/PSS的水溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以5000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为45nm的PEDOT/PSS界面层，然后将实施例5中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在PEDOT/PSS界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

11.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4帕卡斯，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积1nm厚的LiF层，然后在LiF层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到正置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对11.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表1。

实施例12

12.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的PEDOT/PSS的水溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以5000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为45nm的PEDOT/PSS界面层，然后将实施例6中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在PEDOT/PSS界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

12.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4帕卡斯，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积1nm厚的LiF层，然后在LiF层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到正置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对12.2中得到的正置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表1。

表1正置有机聚合物太阳能电池性能测试结果

实施例13

13.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的ZnO的氯苯溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以2000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为40nm的ZnO界面层，然后将实施例1中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在ZnO界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

13.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4Pa，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积6nm厚的MoO₃层，然后在MoO₃层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到倒置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对13.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表2；得到其电流-电压曲线图，如图5所示，其中，c为13.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池的电流-电压曲线；得到其EQE曲线图，如图6所示，其中，c为13.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池的EQE曲线。

实施例14

14.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的的ZnO的氯苯溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以2000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为40nm的ZnO界面层，然后将实施例2中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在ZnO界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-丁基辛基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

14.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4Pa，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积6nm厚的MoO₃层，然后在MoO₃层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到倒置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对14.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表2。

实施例15

15.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的ZnO的氯苯溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以2000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为40nm的ZnO界面层，然后将实施例3中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在ZnO界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

15.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4Pa，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积6nm厚的MoO₃层，然后在MoO₃层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到倒置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对15.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表2。

实施例16

16.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的ZnO的氯苯溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以2000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为40nm的ZnO界面层，然后将实施例4中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在ZnO界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[3,2-b;6,7-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-辛基十二烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

16.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4Pa，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积6nm厚的MoO₃层，然后在MoO₃层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到倒置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对16.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表2；得到其电流-电压曲线图，如图5所示，其中，d为13.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池的电流-电压曲线；得到其EQE曲线图，如图6所示，其中，d为13.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池的EQE曲线。

实施例17

17.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的ZnO的氯苯溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以2000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为40nm的ZnO界面层，然后将实施例5中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在ZnO界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（4-十四烷基十八烷基）-7,7′-双氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

17.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4Pa，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积6nm厚的MoO₃层，然后在MoO₃层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到倒置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对17.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表2。

实施例18

18.1将刻蚀好的带有细条状的ITO的玻璃基板清洗干净并烘干，然后放置在涂膜机的托架上，将搅拌好的ZnO的氯苯溶液通过0.45微米的过滤头均匀涂在ITO上，以2000rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为40nm的ZnO界面层，然后将实施例6中得到的聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液均匀涂在ZnO界面层上，以700rpm的转速旋转涂膜，得到厚度为100nm的活性层；所述聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与PC₇₁BM的混合溶液是通过将7mg聚[2,8-N-十二烷基二噻吩并[2,3-b;7,6-b]咔唑-alt-N,N′-二（2-己基癸基）-7-氟异靛蓝]与14mgPC₇₁BM溶解与1ml的邻二氯苯中，然后加入1%（V/V）的二碘辛烷（DIO），在40℃条件下，磁力搅拌12h后得到的混合溶液。

18.2将涂有活性层的基板放入真空镀膜机中抽真空，真空度为3×10^-4Pa，采用真空镀膜的方法在活性层上沉积6nm厚的MoO₃层，然后在MoO₃层上真空蒸镀80nm厚的金属铝（Al）作为电极层，得到倒置有机聚合物太阳能电池。太阳能电池的光电转换有效面积为3×4mm²。

在辐照强度为100mW/cm²的AM1.5G模拟太阳光下对18.2中得到的倒置有机聚合物太阳能电池进行性能测试，得到结果见表2。

表2倒置聚合物太阳能电池性能测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚合物，其特征在于，如式(I)或式(II)所示：

其中，R₁为烷基；R₂为烷基；X为H或氟原子；n为聚合度。

2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述R₁为C4～C22的直链烷基或C4～C22的支链烷基。

3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述R₂为C10～C22的直链烷基或C12～C40的支链烷基。

4.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述n为5～100的整数。

5.一种如权利要求1所述的聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在惰性气体保护的条件下，将具有式(III-2)结构的化合物与具有式(IV)结构的化合物混合在催化剂及辅助配体作用下，进行反应，得到式(I)所示的聚合物；

或在惰性气体保护的条件下，将具有式(III-1)结构的化合物与具有式(IV)结构的化合物混合在催化剂及辅助配体作用下，进行反应，得到式(II)所示的聚合物；

其中，R₁为烷基；R₂为烷基；X为H或氟原子；n为聚合度。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三(二亚苄基丙酮)二钯。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂与具有式(IV)结构的化合物的摩尔比为(0.01～0.1)：1。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述辅助配体为三(邻甲基苯基)膦。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述辅助配体与具有式(IV)结构的化合物的摩尔比为(0.1～0.5)：1。

10.一种有机聚合物太阳能电池，其特征在于，光活性涂层包括权利要求1～4任意一项所述的聚合物或权利要求5～9任意一项所制备的聚合物。