一种含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物及其在制备有机光伏器件中的应用

本发明涉及光伏材料，具体涉及一种含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物及其在制备有机光伏器件中的应用。

背景技术：

1、聚合物太阳电池(pscs)以π-共轭有机半导体作为吸光层，可通过溶液加工的方式制备质量轻、成本低、可柔性弯曲的器件，亦可通过高速卷对卷(roll-to-roll)印刷制备大面积器件，使得它们在可穿戴/便携式电子产品、变色窗户、建筑集成光伏发电等领域展现出巨大的应用潜力而引起广泛的关注，同时有机半导体材料可以通过化学结构变化，精细调控其光学吸收、电子能级、结晶性、载流子迁移率等性能，使材料体系得到多元化的发展。

2、近年来，国内外研究人员在这一领域的研究日益活跃，立足于新型吸光层材料的设计与开发。如中国发明专利cn107903278a公开了一种含苯并二噻吩的有机小分子材料及其制备方法和应用。该材料的制备包括以下步骤：通过偶联反应合成以苯并二噻吩为核心的含有乙炔硅烷基和醛基的单体；通过脱除上述单体中的烷基硅基团，获得含有端基炔活性基团的中间体；将含有端基炔活性基团的中间体与含有卤代基团的a1进行sonogashira偶联反应，得到含有醛基官能团的有机小分子材料；将含有醛基官能团的有机小分子材料，在碱的催化作用下与a2进行knoevenagel缩合反应，得到目标小分子材料。该材料具有更宽更强的吸收和良好的热稳定性，可应用于有机光伏器件中。但是其能量转换效率最高仅仅为6.25％，有待进一步改进。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明提供了一种含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物。

2、本发明所要解决的上述技术问题通过以下技术方案予以实现：

3、本发明首先提供了一种含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物含有p1-p6所示的任一结构：

4、

5、优选地，p1-p6所示结构中的n>1。

6、进一步优选地，6≤n≤30。

7、优选地，p1-p6所示结构中的r选自烷基。

8、进一步优选地，p1-p6所示结构中的r选自c20-30烷基。

9、优选地，p1-p6所示结构中的donor选自如下任一结构：

10、donor：

11、优选地，donor结构中r选自烷基；x选自h、f或cl。

12、优选地，所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物具有如下结构：

13、

14、优选地，所述含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物结构中的x选自h、f或cl。

15、优选地，所述含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物结构中的n>1。

16、本发明还提供了一种含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物在制备有机光伏器件中的应用。

17、有益效果：本发明提供了一种全新结构的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物；本发明所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物作为活性层材料用于聚合物太阳电池中，具有较高的能量转换效率(pce)，同时还具有较高的短路电流密度(jsc)、开路电压(voc)以及填充因子(ff)；其能量转换效率大幅高于现有技术cn107903278a公开的含苯并二噻吩的有机小分子材料；同时，其短路电流密度(jsc)、开路电压(voc)以及填充因子(ff)等性能也显著高于现有技术cn107903278a公开的含苯并二噻吩的有机小分子材料。

技术特征：

1.一种含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物含有p1-p6所示的任一结构：

2.根据权利要求1所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，p1-p6所示结构中的n>1。

3.根据权利要求1所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，p1-p6所示结构中的r选自烷基。

4.根据权利要求3所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，p1-p6所示结构中的r选自c20-30烷基。

5.根据权利要求1所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，p1-p6所示结构中的donor选自如下任一结构：

6.根据权利要求5所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，donor结构中r选自烷基；x选自h、f或cl。

7.根据权利要求1所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物具有如下结构：

8.根据权利要求7所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，所述含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物结构中的x选自h、f或cl。

9.根据权利要求7所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物，其特征在于，所述含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物结构中的n>1。

10.权利要求1-9任一项所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物在制备有机光伏器件中的应用。

技术总结
本发明涉及光伏材料技术领域，具体公开了一种全新结构的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物；所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物含有P1‑P6所示的任一结构。本发明所述的含萘酰亚胺取代喹喔啉共轭聚合物作为活性层材料用于聚合物太阳电池中，具有较高的能量转换效率(PCE)，同时还具有较高的短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)以及填充因子(FF)。

技术研发人员：何柏田,张晋铭,陈桂庭,戴传波
受保护的技术使用者：嘉应学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16