专利名称：含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚合物、制备及其应用，更具体地说，涉及一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物、制备方法及其应用。
背景技术：
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。目前用于地面的硅太阳能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。聚合物太阳能电池因其具有原料价格低廉、质量轻、柔性、生产工艺简单、可用涂布、印刷等方式大面积制备等优点而备受关注，如果能够将其能量转化效率提高到接近商品硅太阳能电池的水平，其市场前景将是非常巨大的。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C6tl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。目前，聚合物太阳能电池的研究主要集中于给体、受体共混体系，采用PTB7与PC71BM共混体系的能量转化效率已经达到7. 4% (Y. Lianget al.，Adv. Mater. ；DOI :10. 1002/ adma. 200903528)，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多，限制聚合物太阳能电池光电转换效率提高的主要制约因素有有机半导体器件相对较低的载流子迁移率、器件的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配、高光子通量的红光区没有被有效利用等。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，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
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，其具有较高的载流子迁移率、较高的摩尔吸光系数和宽的光吸收范围，提高了与太阳光发射光谱的匹配度，从而提高了光电转换效率。本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种合成路线简单、工艺要求低的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法。本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物在制备有机太阳能电池器件、有机场效应晶体管、有机电致发光器件、 有机光存储器件、有机非线性材料和有机激光器件中的应用。为了达成上述目的，依据本发明，提供一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，为以下通式的化合物
权利要求
1. 一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，其特征在于，为以下通式的化合物
2. 一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法，其特征在于， 以4，4-二烷基-2，6-双三甲基锡-环戊二烯Q，l-b:3，4-b' ) 二噻吩、4，4-二烷基-2， 6-二溴-环戊二烯(2,1-b :3,4-b' ) 二噻吩和队^-二取代-2，6-二溴-1，4，5，8-萘四羧酸二酰亚胺为原料，将上述原料按照m ρ q的摩尔比与催化剂加入到有机溶剂中，在无氧环境下，于30 130°C进行施蒂勒反应M 72h，得到所述含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的芴类共聚物；所述4，4-二烷基-2，6-双三甲基锡-环戊二烯Q，l-b:3，4-b' ) 二噻吩的通式为
3.根据权利要求2所述的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机钯或有机钯和有机膦配体的混合物；所述催化剂的用量按摩尔计为4，4-二烷基-2，6-双三甲基锡-环戊二烯Q，l-b :3,4-b' ) 二噻吩用量的 0. 05 50%。
4.根据权利要求3所述的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯为Pd2 (dba) 3、Pd (PPh3) 4或Pd (PPh3) 2C12 ；所述有机膦配体为 P(o-Tol)3。
5.根据权利要求3或4所述的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯和有机膦配体的混合物中有机钯和有机膦配体的摩尔比为1 2 20。
6.根据权利要求2所述的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、苯、氯苯、甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤将施蒂勒反应后的混合液滴加到甲醇中进行沉降，经抽滤、甲醇洗涤、干燥步骤后用氯苯溶解，加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠的水溶液中，加热到80 100°C搅拌过夜；将有机相通过氧化铝的柱层析，经氯仿淋洗、减压除去有机溶剂、甲醇沉降、抽滤后，所得固体用丙酮索氏提取，甲醇再次沉降、抽滤，真空泵下抽过夜，得到含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物固体。
8.一种有机太阳能电池器件，包括衬底层、第一电极层、光活性层、第二电极层，所述光活性层包括电子给体材料层和电子受体材料层，其特征在于，所述电子给体材料层的材质为含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，所述共轭聚合物的通式为
9. 一种有机电致发光器件，包括基片、阳极、发光层、缓冲层、阴极，其特征在于，所述发光层的材质为含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，所述共轭聚合物的通
10. 一种有机场效应晶体管，包括硅衬底、绝缘层、有机半导体层、源电极和漏电极，其特征在于，所述有机半导体层的材质为含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，所述共轭聚合物的通式为
全文摘要
本发明公开了一种含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物，其特征在于，为以下通式的化合物其中，R1为C1～C20的烷基，R2为C1～C20的烷基或所示取代苯基，R3、R4、R5相同或不同地表示为氢、C1～C20的烷基或烷氧基，1≤x＜2，0＜y≤1，x+y＝2，n为1～120的整数。本发明的含环戊二烯二噻吩-萘四羧酸二酰亚胺共轭聚合物通过反应合成路线简单、工艺要求低的施蒂勒(Stille)反应制备，其具有较好的成膜性能和热稳定性能、较高的载流子迁移率、较高的摩尔吸光系数和宽的光吸收范围，提高了与太阳光发射光谱的匹配度，可以提高光电转换效率，用途广泛。
文档编号H01L51/46GK102329414SQ201010225499
公开日2012年1月25日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者周明杰, 许二建, 黄杰 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