专利名称：含噻唑并噻唑或苯并双噻唑、或苯并双噁唑电子受体亚单元、和电子供体亚单元的共聚物 ...的制作方法
技术领域：
在此披露的、说明的、和/或提出要求的不同的发明涉及半导电有机共聚物及其用途的领域，包括有机电子装置如晶体管和太阳能电池的制造。
背景技术：
可溶液加工的共轭的聚合物和/或共聚物半导体已经在本领域吸引了注意，这是由于它们在制造大面积、柔性并且低成本的电子装置(包括有机发光二极管(OLED)、太阳能电池和/或晶体管)中的潜在应用。已经使用不同数目和种类的共聚物亚单元来调谐这些共轭共聚物的电子能量水平，从而改善太阳辐射的吸收效率、和/或有助于固态聚合物半导体中的电荷传输。已经显示掺入杂环芳香族亚单元和/或优化聚合物链长有时候增强了聚合物链之间的分子间堆积的相互作用，这可以诱导固态下的至少一些长程的3-D或2-D有序和/或结晶度、并且潜在地改善电荷载体的迁移率以及生成的共聚物和由此得到的有机电子装置的其他希望的电子特性。然而，考虑到这些聚合物的相关电子态下的相互作用的复杂性、以及固态下堆集(packing)以及其他物理相互作用的复杂性，所以最终的固态特性的可预测性仍然是低的，并且在实践中经常观察到许多非预期的结果，既有正面的也有负面的。一些现有技术中已知的此类聚合物和/或共聚物，值得注意地是一些聚噻吩共聚物在用来制造晶体管时已经实现了相当高的空穴载体迁移率和良好的性能、或者在用于将太阳辐射转化为电能的太阳能电池中获得了潜在的效率(3% -5% )，但是大多数或所有此类现有技术的聚合物缺乏良好的热或氧化稳定性、或为了制造商业上实用的电子装置所需要的实际的可处理性特性。PCT公开文件WO 2007/145482披露了一些宽属类的含噻唑并噻唑亚单元的共聚物、以及含它们的电子装置，但是并未披露或建议在此所描述的并且提出权利要求的包括亚甲硅基-二噻吩亚单元的这些共聚物、或者用此类共聚物得到的出乎意料地良好的性倉泛。美国专利公开文件US 2009/0230386描述了含苯并双噻唑亚单元的共聚物以及含这些共聚物的晶体管，但并未披露或建议这些共聚物在太阳能电池装置中的用途。
Jung等人(物理化学杂志 C(J. Phys. Chem. C)2010,114，16843-16848)披露了一些含噻唑并噻唑亚单元的共聚物、以及它们在太阳能电池装置中的用途，但是并未披露或建议所描述的并且在此提出权利要求的包括亚甲硅基-二噻吩亚单元的这些共聚物、或者用此类共聚物得到的出乎意料地良好的性能。Shi等人(欧洲化学(Chem Eur. J.) 2010，16，3743-3752)披露了一些含噻唑并噻唑亚单元的共聚物、以及它们在晶体管和太阳能电池装置中的用途，但是并未披露或建议所描述的并且在此提出权利要求的包括亚甲硅基-二噻吩亚单元的这些共聚物、或者用此类共聚物得到的出乎意料地良好的性能。尽管如此，在本领域中仍然有一种还未满足的需要，需要新的以及改善的聚合物和/或共聚物材料、和/或固体材料或由此得到的组合物，它们可以提供电子或空穴传输所需的特性、以及改善的可处理性、性能、成本、以及用于有机电子装置(尤其是晶体管和太阳能电池)中的热的和氧化的稳定性。下面描述的不同的发明的不同实施方案是针对于解决这样的尚未解决的问题。发明概述 在此披露的不同发明和/或它们的实施方案涉及的共轭共聚物包含至少一种整体性重复单元，该整体性重复单元本身包括至少两个噻吩或亚甲硅基-二噻吩亚单元，一个噻唑并噻唑、苯并双噻唑或苯并双噁唑亚单元“A”、以及一种另外的亚单元“D”。在此描述的这些发明还涉及含有在此披露并描述的共聚物的有机电子装置，如0LED、晶体管以及太阳能电池。在许多实施方案中，在此描述的这些发明涉及含有以下所示的式(Ia)或(Ib)的
共聚物
权利要求
1.一种共聚物，包括以下结构
2.如权利要求I所述的共聚物，其中A具有以下结构
3.如权利要求I所述的共聚物，其中A具有以下结构
4.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
5.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
6.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
7.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
8.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
9.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
10.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
11.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
12.如权利要求1-3中任一项所述的共聚物，其中D具有以下结构
13.如权利要求1-12中所述的共聚物，其中R1、R3和R4中的每个是独立地选自C4-C12有机基团，该有机基团是选自正烧基、正烧氧基、或正硫代烧基；并且每个R2是独立地选自氢、氟、氰基、或C4-C12有机基团，该有机基团是选自正烷基、正烷氧基、或正硫代烷基。
14.如权利要求I所述的共聚物，具有以下结构
15.如权利要求I所述的共聚物，具有以下结构
16.如权利要求I所述的共聚物，包括以下结构
17.如权利要求I所述的共聚物，包括以下结构
18.—种电子装置，包括来自权利要求1-17中任何一项所述的一种或多种共聚物。
19.如权利要求18所述的电子装置，该装置是晶体管。
20.如权利要求19所述的晶体管，已经在至少约150°C的温度下该晶体管进行了热退火。
21.如权利要求18所述的电子装置，该电子装置是太阳能电池。
22.如权利要求21所述的太阳能电池，该太阳能电池包括含所述一种或多种共聚物的活性层，该活性层从热溶剂中施加并且在沉积所述共聚物之后立即在真空下进行干燥。
23.一种组合物，其包含至少一种如权利要求1-17所述的共聚物以及一种或多种接受电子的材料。
24.如权利要求23所述的组合物，其中该接受电子的材料是选自苯基-[6，6]-C-61-丁酸甲基酯(PC61BM)以及苯基-[6，6]-C-71-丁酸甲基酯(PC71BM)。
25.一种用于将太阳辐射转化为电能的装置，该装置包括一种组合物，该组合物包括 a)至少一种含以下结构的共聚物
26.如权利要求25所述的装置，其中A具有以下结构
27.如权利要求25所述的装置，其中A具有以下结构
28.如权利要求25所述的装置，其中A具有以下结构
29.如权利要求25-28中任一项所述的装置，其中该电子受体材料是碳的同素异形体的衍生物。
30.如权利要求25-28中任一项所述的装置，其中该电子受体材料是富勒烯化合物的衍生物。
31.如权利要求25-28中任一项所述的装置，其中该电子受体材料是PC61BM或PC71BM。
全文摘要
在此披露、描述、和/或提出权利要求的这些发明涉及共聚物，这些共聚物包括多个含噻唑并噻唑、苯并双噻唑或苯并双噁唑环的接受电子的A亚单元以及多个含某些杂环基团的提供电子的亚单元。这些共聚物对于制造包括晶体管和太阳能电池的有机电子装置是有用的。本发明还涉及这些共聚物的某些合成前体。在此还说明了制造这些共聚物以及衍生的电子装置的方法。
文档编号C08G77/455GK102782011SQ201080059379
公开日2012年11月14日 申请日期2010年10月26日 优先权日2009年10月28日
发明者E·艾哈迈德, F·S·金, H·辛, S·A·杰内赫, S·苏布拉马尼彦 申请人:华盛顿州大学