一种带噻吩侧链的萘并二噻吩类二维共轭聚合物、制备方法及其用途
【专利摘要】本发明公开了一种5,10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[1,2-b:5,6-b']二噻吩类二维共轭聚合物及其制备方法与应用。该共轭聚合物具有如式（I）所示的结构，式中，R1为取代或未取代的碳原子数为8到20的直链或支链的烷基；R2和R3均独立地选自氢或者取代或未取代的碳原子数为6到20的直链或支链的烷基；Ar选自取代的含有至少两个环的杂亚芳基；m为0或者1；n为1～10000之间的自然数。本发明中的该类共轭聚合物可以应用于有机太阳能电池领域和有机场效应晶体管领域。
【专利说明】一种带噻吩侧链的萘并二噻吩类二维共轭聚合物、制备方法及其用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带噻吩侧链的萘并二噻吩类二维共轭聚合物、制备方法及其用途，具体涉及一种5，10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[l，2-b:5，6-b’] 二噻吩类二维共轭聚合物、制备方法及其在光电领域中的应用。
【背景技术】
[0002]近年来，有机太阳能电池，特别是基于聚合物薄膜太阳能电池的研究引起了学界和产业界广泛的关注，这类电池有着无机半导体太阳能电池所无法比拟的优点，如成本低、重量轻、制备工艺简单、可制备成柔性器件等，呈现出了可观的研究和应用前景。通过对聚合物分子能级、吸收光谱以及堆积方式的调控，再加上对聚合物太阳能电池器件结构的优化，聚合物薄膜太阳能电池的光电转化效率已经突破了 10% (J.B.You, L.T.Dou, K.Yoshimuraj T.Katoj K.0hyaj T.Moriartyj K.Emery, C.C.Chen, J.Gaoj G.Li，Y.Yang, Nat.Commun.2013, 4，1446.),这一结果进一步激发了人们设计、合成新型高效率聚合物给体材料及不断优化器件结构的研究热情。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种新型的5，10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[I, 2-b:5, 6-b’ ] 二噻吩类二维共轭聚合物，其具有优异的光电性能，是一种非常具有商业化应用前景的给体材料。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案:
[0005]一种5，10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[I, 2_b:5，6_b’ ] 二噻吩类二维共轭聚合物，其具有如式(I)所示的结构:
[0006]
【权利要求】
1.一种5，10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[1，2-b:5, 6_b’ ] 二噻吩类二维共轭聚合物，其特征在于，其具有如式(I)所示的结构:
2.如权利要求1所述的共轭聚合物，其特征在于，所述Ar选自如下基团中的任意一种:
3.如权利要求1或2所述的共轭聚合物，其特征在于，所述共轭聚合物具有式(II)所示的结构:
4.如权利要求1-3之一所述的共轭聚合物，其特征在于，所述共轭聚合物的数均分子量为5000~1000000，优选数均分子量为10000~500000，进一步优选数均分子量为.20000 ~300000 ； 优选地，所述共轭聚合物的PDI为1.3~2.0。
5.一种如权利要求1-4之一所述的5，10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[l，2-b:5，6-b’]二噻吩类二维共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)在冰浴环境下，使式(V)所示的化合物与正丁基锂在四氢呋喃中进行反应，然后再向反应体系中加入三甲基氯化锡继续反应，得到式(VI)所示的化合物；
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)沉淀物依次用甲醇、丙酮、正己烷和氯仿进行索式提取； 优选地，步骤(2)所述反应的反应时间为8~24小时； 优选地，步骤(2 )中所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自甲苯、N，N- 二甲基甲酰胺、氯苯或邻二氯苯中的任意一种或至少两种的混合物； 优选地，步骤(2)所述式(VI)所示的化合物与式(YD)所示的共轭单元的摩尔比为1:1 ; 优选地，所述共轭聚合物的不良溶剂为甲醇或/和正己烷。
7.一种半导体共混物，其特征在于，其包括如权利要求1-4之一所述的5，10-双(5-烷基噻吩-2-基)萘[1，2-b:5, 6-b’ ] 二噻吩类二维共轭聚合物和受体材料。
8.如权利要求7所述的半导体混合物，其特征在于，所述受体材料为富勒烯衍生物，优选[6，6]-苯基C61 丁酸甲酯(PC61BM)或/和[6，6]-苯基C71 丁酸甲酯(PC71BM)15
9.一种如权利要求7或8所述的半导体混合物的用途，其特征在于，其用于制备半导体器件或光伏器件。
10.一种光伏器件，其特征在于，其包括空穴收集层、电子收集层以及空穴收集层和电子收集层之间的活性材料层；所述活性材料层为如权利要求7或8所述的半导体共混物。
【文档编号】C08G61/12GK103897156SQ201410131023
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】魏志祥, 祝向伟, 吕琨, 房进 申请人:国家纳米科学中心