含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物及其制备方法和有机太阳能电池器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机太阳能电池材料领域，尤其涉及一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚 合物及其制备方法。本发明还涉及一种使用该含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物作为活化层 电子给体材料的有机太阳能电池器件。
【背景技术】
[0002] 利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难 点。目前用于地面的硅晶电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到限制。为了降低电 池成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。有机半导体材 料以其原料易得、廉价、制备工艺简单、环境稳定性好、有良好的光伏效应等优点备受关注。 自 1992 年 N. S. Sariciftci 等在 SCIENCE (N. S Sariciftci，L. Smilowitz，A. J. Heeger，et al. Science, 1992, 258, 1474)上报道共轭聚合物与C6Q之间的光诱导电子转移现象后，人们 在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展，但是仍比无机太阳能电 池的转换效率低得多。限制性能提高的主要制约因素有：有机半导体材料的光谱响应与太 阳辐射光谱不匹配，有机半导体相对较低的载流子迁移率以及较低的载流子的电极收集效 率等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，进而大幅度提高其能量 转换效率仍是这一研究领域的首要任务。
【发明内容】
[0003] 基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种光转化效率较高的含二噻吩 苯并三唑侧链的聚合物。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] 本发明提供的一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物，其结构通式如下：
【主权项】
1. 一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物，其特征在于，其结构通式如下：
式中，R1, R2均为C1~C2tl的烷基，η为10~100的整数。
2. -种如权利要求1所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： 分别提供如下结构式表示的化合物A和Β，
其中，R1, R2均为C1-C2tl的烷基； 在无氧环境下，将摩尔比为1:1~1. 2的化合物A和化合物B添加入含有催化剂和碱 溶液的有机溶剂中溶解，于70~130°C下进行Suzuki耦合反应12~96小时，降温后停止 耦合反应，分离提纯反应液，得到如下结构通式的所述含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物：
式中，R1, R2均为C1~C2tl的烷基，η为10~100的整数。
3. 根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于， 所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯或四三苯基膦钯；所述催化剂与所述化合物A的摩尔比 为 1:20 ~1:100。
4. 根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于， 所述催化剂为摩尔比为1:4~8的醋酸钯与三（邻甲基苯基）膦混合物，或者摩尔比为 1:4~8的三二氩苄基丙酮二钯与2-双环己基膦-2'，6' -二甲氧基联苯混合物；所述催 化剂与所述化合物A的摩尔比为1:20~1:100。
5. 根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于， 所述碱溶液选自碳酸钠溶液、碳酸钾溶液及碳酸氢钠溶液中的至少一种；所述碱溶液中，碱 溶质与化合物A的摩尔比为20:1。
6. 根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于， 所述有机溶剂选自甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的至少一种。
7. 根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于， Suzuki耦合反应温度为90~120°C、反应时间为36~60小时。
8. 根据权利要求2所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物的制备方法，其特征在于， 分离提纯反应液包括步骤： Suzuki耦合反应停止后，向反应液中加入甲醇沉析，通过索氏提取器过滤之后依次用 甲醇和正己烷抽提，然后以氯仿为溶剂抽提至无色，收集氯仿溶液并旋干得到粉末，收集后 的粉末再在真空下50°C干燥24h后，得到所述含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物。
9. 一种有机太阳能电池器件，其特征在于，其活化层的电子给体材料采用如权利要求 1所述的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物。
【专利摘要】本发明属于有机太阳能电池材料领域，其公开了一种含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物及其制备方法和有机太阳能电池器件；该聚合物的结构通式如下：式中，R1，R2均为C1～C20的烷基，n为10～100的整数。本发明提供的含二噻吩苯并三唑侧链的聚合物中，二噻吩苯并三唑(BTz)侧链是一个重要的电子受体单元，有利于降低聚合物带隙；蒽具有较高的荧光量子产率和良好的热稳定性。将上述含三苯胺侧链的共聚物应用于太阳能电池中，可以提高光转化效率。
【IPC分类】C08G61-12, H01L51-46
【公开号】CN104629013
【申请号】CN201310567294
【发明人】周明杰, 张振华, 王平, 黄辉
【申请人】海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月14日