CN110790904B - 基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元共轭聚合物材料及其制备方法与应用 - Google Patents

基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元共轭聚合物材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的聚合物及其制备方法与应用。本发明通过Suzuki或Stille聚合反应得到所述的非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物，该杂环并喹啉具有较强的吸电子能力，具有合适的能级，配合较强的给电子单元能获得窄带隙的聚合物，拓宽对太阳光谱的吸收，且该单元具有良好的平面性以及溶解性，能获得高的迁移率，适用于溶液加工。

Description

基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元共轭聚合物材料及 其制备方法与应用
技术领域
本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料的合成与应用，并涉及这类材料在有机场效应晶体管，有机太阳能电池，有机电致发光等有机发光技术领域的应用。
背景技术
有机太阳能电池材料起步于上世纪90年代，是一类新型的可持续再生的绿色能源工具，且易制备大面积柔性电池，有着巨大的应用潜力。有机场效应晶体管是以有机半导体材料作为有源层的晶体管器件，以其低成本、柔性可弯曲以及可制备大面积器件的特点而受到广泛关注。因此，在有机光电领域吸引了世界上众多的研究机构的关注，而开发新型高效稳定的材料更是有机光电领域中备受关注的焦点。近年来，由于能源消耗和低碳环保的提倡，以太阳能为代表的可再生节能资源越来越受人们重视，有机太阳能薄膜电池十分火热，近两年来，有机宝尼莫电池的效率频创新高，被业界所看好，市场化十分光明。有机光电材料及器件因其材料制备工艺简单、成本低、柔性以及可大面积成膜等特点，易于实现产业化生产，具有极大地市场潜力。
发明内容
本发明的目的在于针对目前半导体材料，提供一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物。该杂环并喹啉具有较强的吸电子能力，具有合适的能级，配合较强的给电子单元能获得窄带隙的聚合物，拓宽对太阳光谱的吸收，且该单元具有良好的平面性以及溶解性，能获得高的迁移率，适用于溶液加工。
本发明的目的在于提供一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物的制备方法。
本发明的目的还在于提供一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物在制备太阳电池中的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料，化学结构式如下：
Figure BDA0001752839690000021
式中，X为S，Se，Si或者N原子，Ar为芳香基团，x、y分别为有机半导体材料中杂环并喹啉单元与芳香基团Ar的相对含量，0<x<1，0<y<1，x+y＝1，聚合度n为1-300的自然数。
进一步地，Ar为如下结构中的任意一种：
Figure BDA0001752839690000022
Figure BDA0001752839690000031
其中，R，R1，R2为氢原子或者碳原子数为1～22的直链、支链或者环状烷基链，其中一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基或者硝基取代，氢原子被卤素原子，氧原子，烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基或者硝基取代。
所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)合成杂环并喹啉单元衍生物、芳香基团Ar单元衍生物；
(2)保护气氛下，将杂环并喹啉单元衍生物、芳香基团Ar单元衍生物溶于甲苯中，加入四乙基氢氧化铵、醋酸钯和三环己基膦，通过Suzuki反应，制备得到所述非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料。
进一步地，步骤(2)中，所述保护气氛包括氩气气氛或氮气气氛。
所述含杂环并喹啉单元衍生物、芳香基团Ar单元衍生物单体的摩尔比为1:3。
进一步地，步骤(2)中，所述醋酸钯与Ar结构单体的摩尔比为0.02～0.05:0.5。
进一步地，步骤(2)中，所述醋酸钯与三环己基膦的质量比为1:2～1:2.2。
进一步地，步骤(2)中，所述四乙基氢氧化铵采用1.5M的四乙基氢氧化铵水溶液，添加量与甲苯添加量的体积比为1:5～1:6。
进一步地，步骤(2)中，所述Suzuki反应的温度为80～100℃，时间为24～48h。
所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物溶解于有机溶剂中，旋涂成膜应用于聚合物发光二极管器件的发光层、聚合物场效应晶体管中的半导体活性层或聚合物太阳能光伏电池的活性层。
进一步地，所述有机溶剂包括二甲苯、氯苯或氯仿。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的聚合物材料，由于杂环并喹啉具有较强的吸电子能力，具有合适的能级，配合较强的给电子单元能获得窄带隙的聚合物，拓宽对太阳光谱的吸收，且该单元具有良好的平面性，能获得高的迁移率。
(2)本发明的基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的聚合物材料合成方法简单，具有较好的溶解性、成膜性和薄膜形态稳定性，适用于溶液加工。
附图说明
图1为制备的聚合物PQBTzOT的热重曲线图；
图2为制备的聚合物PQBTzOT在氯苯溶液与薄膜的紫外-可见光吸收光谱图；
图3为制备的聚合物PQBTzOT与二茂铁的电化学测试的循环伏安曲线图；
图4为基于制备的聚合物PQBTzOT、PQBTzT、PQBTOT和PQBTT的有机太阳电池器件的短路电流密度-电压特性曲线。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的保护不限于以下实施例，需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。
实施例1
4,8-二溴2-(2-乙基己基)-2H-[1,2,3]三唑[4,5-f]喹啉(M1)的制备
(1)在氮气氛围下，将5-氨基-6硝基喹啉(10.00g，52.86mmol)，铁粉(0.6g，10.57mmol)和盐酸(2.89g，79.29mmol)溶解于150mL的乙醇中，在80℃下搅拌12小时，待恢复至室温后，用乙酸乙酯萃取，有机层用食盐水完全洗涤后，加无水硫酸镁干燥后旋蒸旋干，用硅胶柱层析提纯(洗脱剂选择石油醚：二氯甲烷为2:1(v/v))，得到白色固体A(5,6-二氨基喹啉)(3.62g,产率43％)。
Figure BDA0001752839690000051
(2)在氮气氛围下，将化合物A(10.00g，62.82mmol)溶解于100mL四氢呋喃中，在0℃下搅拌10分钟后加入亚硝酸钠(6.50g，94.23mmol)，然后将反应液转移到室温下搅拌2小时，用二氯甲烷萃取，用旋蒸旋干，最后用甲醇和四氢呋喃进行重结晶，得到白色固体B(3a,9b-双氢-1H-[1,2,3]三唑[4,5-f]喹啉)(5.41g,产率50％)。
Figure BDA0001752839690000061
(3)在氮气氛围下，将化合物B(5g，29.04mmol)，叔丁醇钾(6.52g，58.08mmol)和2-溴乙基己基辛烷(6.73g，34.85mmol)溶解于100mL无水N,N-二甲基甲酰胺溶液，加热回流24小时后，将反应混合物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，有机层用食盐水完全洗涤后，加无水硫酸镁干燥；溶液浓缩后，用硅胶柱层析提纯，得到白色固体C(2-(2-乙基己基)-2H-[1,2,3]三唑[4,5-f]喹啉)(6.1g，产率72％)。
Figure BDA0001752839690000062
(4)在250mL三口瓶中，加入化合物2-(2-乙基己基)-2H-[1,2,3]三唑[4,5-f]喹啉(3.6g，12.80mmol)、铁粉(11mg，0.196mmol)和三氯甲烷50mL，冰水浴冷却；滴加液溴(3.74g，23.37mmol)/三氯甲烷混合溶液5mL，滴加时瓶内温度不超过5℃。反应完毕，过滤、氯仿重结晶，得白色固体M1(4,8-二溴2-(2-乙基己基)-2H-[1,2,3]三唑[4,5-f]喹啉)(4.7g，产率83％)。
Figure BDA0001752839690000071
实施例2
4，8-二溴-[1,2,5]噻二唑[3,4-f]喹啉(M2)的制备
(1)在氮气氛围下，将5，6-二氨基喹啉(4.78g，30.05mmol)和三乙胺(12.16g，120.20mmol)溶解于50mL的二氯甲烷中，搅拌至无色后，氯化亚砜(10.72g，90.15mmol)溶解于10mL的二氯甲烷，然后将二氯亚砜溶液滴加到反应液中反应5小时后，直接将反应液悬干，得化合物D，进入下一步反应。产率：98％。
Figure BDA0001752839690000081
(2)在250mL三口瓶中，加入化合物D(3g，16.02mmol)、铁粉(11mg，0.196mmol)和三氯甲烷50mL，冰水浴冷却；滴加液溴(5.63g，35.25mmol)/三氯甲烷混合溶液5mL，滴加时瓶内温度不超过5℃。反应完毕，过滤、氯仿重结晶，得红色固体M2(4,8-二溴-[1,2,5]噻二唑[3,4-f]喹啉)(4.6g，产率83％)。
Figure BDA0001752839690000082
实施例3
2，7-二溴-9，9-二辛基芴(M3)的制备
(1)在250mL三口瓶中，加入芴(24.5g，0.1mol)、铁粉(88mg，1.57mmol)、三氯甲烷100mL；冰水浴冷却，滴加溴(17.6g，0.1mol)/三氯甲烷混合溶液35mL；滴加时瓶内温度不超过5℃；反应完毕，过滤、氯仿重结晶，得白色固体E(2，7-二溴芴)(20.3g，产率83％)。1HNMR、13C NMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物E，制备过程化学反应方程式如下所示：
Figure BDA0001752839690000083
(2)在三口瓶中加入2，7-二溴芴(9.7g，0.03mol)、苄基三乙基氯化铵(0.07g，0.3mmol)、二甲基亚砜90mL、45mL氢氧化钠水溶液(50wt％)，室温下搅拌形成悬浮液；加入1-溴正辛烷(12.5g，65mmol)，继续搅拌3小时后，用乙醚萃取；用饱和氯化钠水溶液洗涤乙醚相，无水硫酸镁干燥；蒸去溶剂，产物用石油醚作洗脱剂柱层析提纯，得白色固体M3(11.2g，产率68％)。1H NMR、13C NMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，制备过程化学反应方程式如下所示：
Figure BDA0001752839690000091
实施例4
2,7-二硼酸酯-9，9-二辛基芴(M4)的制备
在氩气气氛下，将2，7-二溴-9，9-二辛基芴(5g，9.12mmol)溶解于180mL精制的四氢呋喃中，在-78℃下逐渐滴加1.6mol·L-1的正丁基锂28mL，反应2小时，然后加入2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼烷25mL，在-78℃下继续反应1小时，然后升温至室温反应24小时；将反应混合物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，有机层用食盐水完全洗涤后，加无水硫酸镁干燥；溶液浓缩后，得到浅黄色粘稠状粗品，用硅胶柱层析提纯(洗脱剂选择石油醚/乙酸乙酯＝15/1，v/v)，产物放置冰箱中，得到白色固体M4(4.1g，产率70％)。1H NMR、13CNMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，制备过程化学反应方程式如下所示：
Figure BDA0001752839690000101
实施例5
3,6-二溴-N-辛基咔唑(M5)的制备
(1)在500mL两口瓶中加入咔唑(24.7g，0.1mol)，二甲基甲酰胺200mL，搅拌至完全溶解，NBS(49.84g，0.28mol)用120mL N，N-二甲基甲酰胺溶解，冰浴至0℃，滴加NBS溶液，反应，避光，滴加完毕后，让温度自动上升至室温后，反应6小时，将反应液滴加到水中沉淀，抽滤得到粗产物后，将抽滤物用无水乙醇进行重结晶，烘干，得到白色针状固体F(3，6-二溴咔唑)(2.8g，产率85％)。1H NMR、13C NMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，制备过程化学反应方程式如下所示：
Figure BDA0001752839690000102
(2)在250mL三口瓶中加入3，6-二溴咔唑(16.25g，0.05mmol)、甲苯100mL、四丁基溴化铵(0.8g，3.5mmol)，搅拌溶解，然后滴加50wt％KOH水溶液11mL，然后再加入溴辛烷(19.3g，0.1mol)，在80℃下反应24小时，加水终止反应，水洗分离出来的有机相，水相用二氯甲烷萃取后，合并有机相，用无水MgSO4干燥，减压蒸馏除去溶剂后得到浅黄色固体，用石油醚重结晶得到白色粉末固体M5(19.6g，产率90％)。1H NMR、13C NMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，制备过程化学反应方程式如下所示：
Figure BDA0001752839690000111
实施例6
3,6-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-二基)-N-辛基咔唑(M6)的制备
在三口瓶中加入3，6-二溴-N-辛基咔唑(13.11g，30mmol)、新蒸的乙醚250mL，搅拌完全溶解至澄清透明后，将反应液冷却至-78℃，然后一次性加入2-异丙氧基-(4，4，5，5-四甲基)-1，3，2-乙二氧基硼酸酯(37mL，180mmol)，在-78℃下搅拌2小时，再将温度升至室温，反应24小时后结束反应；用乙醚萃取，饱和食盐水洗涤4次，再用无水硫酸镁干燥，过滤后，蒸馏除去溶剂，产物用石油醚/乙酸乙酯(10:1)为洗脱剂柱层析提纯，得到白色固M6(7.17g,产率45％)。1H NMR、13C NMR、MS和元素分析结果表明所得到的化合物为目标产物，制备过程化学反应方程式如下所示：
Figure BDA0001752839690000112
实施例7
PQBTzOT的制备
在氩气氛围下，将M1(44.01mg，0.10mmol)、M3(54.84mg，0.10mmol)和M4(62.26mg，0.20mmol)加入50mL两口瓶内，再加入8mL三氟甲苯进行完全溶解，抽换气三次，再快速加入醋酸钯(2.70mg，12.00μmol)和三环己基膦(5.40mg，19.25μmol)，抽换气三次，然后加入2mL四乙基氢氧化铵，升温至100℃，反应24小时。将产物滴加在甲醇中沉淀出来，搅拌，过滤，再将粗产物溶于10mL的甲苯中，以200～300目硅胶为固定相，用甲苯为洗脱剂进行柱层析，再将溶剂减压浓缩后，再一次在甲醇中沉析出来，搅拌，过滤，真空干燥后得到聚合物固体。最后再依次用甲醇、丙酮、四氢呋喃各抽提24小时，除去小分子。将浓缩后的四氢呋喃溶液滴入甲醇中沉析，真空干燥后得到的絮状固体。产率75％。1H NMR、13C NMR分析为目标产物。化学反应方程式如下：
Figure BDA0001752839690000121
实施例8
PQBTzT的制备
在氩气氛围下，将M1(44.01mg，0.10mmol)、M5(43.72mg，0.10mmol)和M6(53.14mg，0.20mmol)加入50mL两口瓶内，再加入8mL三氟甲苯进行完全溶解，抽换气三次，再快速加入醋酸钯(2.70mg，12.00μmol)和三环己基膦(5.40mg，19.25μmol)，抽换气三次，然后加入2mL四乙基氢氧化铵，升温至100℃，反应24小时。将产物滴加在甲醇中沉淀出来，搅拌，过滤，再将粗产物溶于10mL的甲苯中，以200～300目硅胶为固定相，用甲苯为洗脱剂进行柱层析，再将溶剂减压浓缩后，再一次在甲醇中沉析出来，搅拌，过滤，真空干燥后得到聚合物固体。最后再依次用甲醇、丙酮、四氢呋喃各抽提24小时，除去小分子。将浓缩后的四氢呋喃溶液滴入甲醇中沉析，真空干燥后得到的絮状固体。产率80％。1H NMR、13C NMR分析为目标产物。化学反应方程式如下：
Figure BDA0001752839690000131
实施例9
PQBTOT的制备
在氩气氛围下，将M2(34.50mg，0.10mmol)、M3(54.84mg，0.10mmol)和M4(62.26mg，0.20mmol)加入50mL两口瓶内，再加入8mL三氟甲苯进行完全溶解，抽换气三次，再快速加入醋酸钯(6.75mg，30.00μmol)和三环己基膦(14.85mg，52.93μmol)，抽换气三次，然后加入2.5mL四乙基氢氧化铵，升温至80℃，反应48小时。将产物滴加在甲醇中沉淀出来，搅拌，过滤，再将粗产物溶于15mL的甲苯中，以200～300目硅胶为固定相，用甲苯为洗脱剂进行柱层析，再将溶剂减压浓缩后，再一次在甲醇中沉析出来，搅拌，过滤，真空干燥后得到聚合物固体。最后再依次用甲醇、丙酮、四氢呋喃各抽提24小时，除去小分子。将浓缩后的四氢呋喃溶液滴入甲醇中沉析，真空干燥后得到的絮状固体。产率72％。1H NMR、13C NMR分析为目标产物。化学反应方程式如下：
Figure BDA0001752839690000141
实施例10
PQBTT的制备
在氩气氛围下，将M2(34.50mg，0.10mmol)、M5(43.72mg，0.10mmol)和M6(53.14mg，0.20mmol)加入50mL两口瓶内，再加入8mL三氟甲苯进行完全溶解，抽换气三次，再快速加入醋酸钯(6.75mg，30.00μmol)和三环己基膦(14.85mg，52.93μmol)，抽换气三次，然后加入2.5mL四乙基氢氧化铵，升温至80℃，反应48小时。将产物滴加在甲醇中沉淀出来，搅拌，过滤，再将粗产物溶于15mL的甲苯中，以200～300目硅胶为固定相，用甲苯为洗脱剂进行柱层析，再将溶剂减压浓缩后，再一次在甲醇中沉析出来，搅拌，过滤，真空干燥后得到聚合物固体。最后再依次用甲醇、丙酮、四氢呋喃各抽提24小时，除去小分子。将浓缩后的四氢呋喃溶液滴入甲醇中沉析，真空干燥后得到的絮状固体。产率78％。1H NMR、13C NMR分析为目标产物。化学反应方程式如下：
Figure BDA0001752839690000151
对得到的聚合物PQBTzOT的进行热重分析，热重分析(TGA)使用仪器为Netzsch TG209，升温速率为20℃/min，气氛为氮气，得到聚合物PQBTzOT的热重曲线如附图1所示，由附图1可知，聚合物PQBTzOT在质量损失为5％时的分解温度为435摄氏度。
采用紫外-可见光(UV-vis)吸收光谱为Shimadzu UV-3600UV-vis-NIR光谱仪，分别测定聚合物PQBTzOT在氯苯溶液和制备成薄膜状态的紫外-可见光的吸收，得到的紫外-可见光吸收光谱图如附图2所示，由附图2可知，聚合物PQBTzOT的吸收光谱呈双峰特点，其中短波长范围(300至500纳米)对应的吸收峰为局域π-π*跃迁，而长波长范围(600至800纳米)对应的吸收峰为分子内电荷转移效应造成的。
使用CHI630E电化学工作站，以饱和甘汞电极、铂丝电极和玻碳电极分别为参比电极、辅助电极和工作电极，四丁基六氟磷酸铵(Bu4NPF6)的乙腈溶剂(0.1mol L-1)为工作液，扫描速率设置为100mV s-1，测定聚合物IFBT-TT在薄膜状态的循环伏安特性。循环伏安法(CV)测试得到聚合物PQBTzOT与二茂铁的循环伏安曲线如附图3所示，由附图3可知，聚合物10的氧化电位与还原电位分别为1.01eV与–1.23eV，而二茂铁对应电位为0.37eV，由公式计算聚合物PQBTzOT的分子轨道能级：最高被占分子轨道能级(EHOMO)＝–e(4.80–0.37+1.01)＝–5.44(电子伏特，eV)；最低未占分子轨道能级(ELUMO)＝–e(4.80–0.37–1.23)＝–3.20(电子伏特，eV)。
实施例11
基于实施例7-10制备的共聚物的有机太阳电池的制备
聚合物太阳能光伏电池器件采用正装结构ITO/PEDOT:PSS/Activelayer/PFN-Br/Ag。ITO玻璃衬底作为空穴收集电极，ITO玻璃依次用丙酮，洗涤剂，去离子水和异丙醇超声洗涤，然后放入烘箱70℃下10小时烘干；将烘干后的ITO基板上经plasma等离子表面处理4分钟后，旋涂PEDOT:PSS，厚度为40纳米，150℃下退火15分钟,而后转移至充满氮气下的手套箱里；聚合物与ITIC(结构式如下)混合溶解于氯苯(CB)中(聚合物与ITIC的质量比为1:1，浓度为10(mg/mL),在70℃下搅拌5小时至完全溶解后，旋涂于PEDOT:PSS上作为光活性层，厚度为100纳米，然后将活性层在120℃下退火处理10分钟；退火完之后，在活性层上旋涂一层5纳米的PFN-Br(结构式如下)作为阴极界面。最后，在真空蒸镀仓内(2.0×10- 6mbar)，通过掩膜板在活性层上蒸镀一层厚度为100纳米的银作为阴极，器件的有效面积为0.04cm2。
Figure BDA0001752839690000171
基于实施例7-10制备的共聚物的太阳光伏电池器件的性能如表1所示。
表1基于实施例7-10制备的共聚物的太阳光伏电池器件的性能
Figure BDA0001752839690000181
由表1可知，实施例7-10制备的共聚物聚合物都表现出良好的器件性能，聚合物PQBTzOT制备得器件有着最高的填充因子(FF),达到58.99％，这是由于PQBTzOT具有更高的迁移率；聚合物PQBTzT制备得器件表现较高的开路电压,达到0.97V；聚合物PQBTOT制备的器件呈现最高的短路电流密度，达到14.70mA/cm2，能量转换效率也为最大值6.66％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料，其特征在于，化学结构式如下：
Figure FDA0003167380290000011
式中，x,y分别为基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料中杂环并喹啉单元与芳香基团Ar的相对含量，0＜x＜1,0＜y＜1，x+y＝1，聚合度n为1-300的自然数；
X为S,Se,Si或者N原子，Ar为芳香基团，具有以下化学结构式之一：
Figure FDA0003167380290000021
其中，R,R1,R2,R3,R4为氢原子或者碳原子数为1-22的直链、支链或者环状烷基链，其中一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羰基或者酯基取代，氢原子被卤素原子，烯基、炔基、芳基、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基或者硝基取代。
2.制备权利要求1所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)合成杂环并喹啉单元衍生物、芳香基团Ar单元衍生物；
(2)保护气氛下，将杂环并喹啉单元衍生物、芳香基团Ar单元衍生物溶于甲苯中，加入四乙基氢氧化铵、醋酸钯和三环己基膦，通过Suzuki反应，制备得到所述非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料。
3.根据权利要求2所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述保护气氛包括氩气气氛或氮气气氛；所述含杂环并喹啉单元衍生物、芳香基团Ar单元衍生物单体的摩尔比为1:3。
4.根据权利要求3所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述醋酸钯与Ar结构单体的摩尔比为0.02～0.05:0.5；所述醋酸钯与三环己基膦的质量比为1:2～1:2.2；所述四乙基氢氧化铵采用1.5M的四乙基氢氧化铵水溶液，添加量与甲苯添加量的体积比为1:5～1:6。
5.根据权利要求4所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述Suzuki反应的温度为80～100℃，时间为24～48h。
6.权利要求1所述的一种基于非对称窄带隙杂环并喹啉吸电子单元的共轭聚合物材料的应用，其特征在于将其用有机溶剂溶解，旋涂成膜制备聚合物发光二极管器件的发光层、聚合物场效应晶体管中的半导体活性层或聚合物太阳能光伏电池的活性层。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂包括二甲苯、氯苯或氯仿。
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