以丁二烯為空間隔離基團的異靛藍衍生物聚合物及制備和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種可溶液加工的有機半導體材料，尤其是一種下二締為空間隔離基 團的異說藍衍生物的共輛聚合物及其制備、用途。
【背景技術】
[0002] 當今世界能源消耗越來越大，但是煤炭、石油、天然氣等不可再生能源日益枯竭， 利用太陽能是解決人類社會面臨的能源問題的有效途徑。
[0003] 異說藍具有良好的缺電子特性，吸光能力強，平面共輛等優點，廣泛應用于光伏 材料。化合成了窄能帶隙聚合物PHTVT和PiI2T，由于TVT的平面性比2T的好，所W PHTVT的光伏性能更高，PCE高達7. 09 %。（參考文獻：化ng，E.ΗJo,W.Η; 31-Extended lowb曰ndg曰ρpolymerb曰sedonisoindigo曰ndthienylvinyleneforhighperformance polymersolarcells.linergyEnviron.Sci, 2014, 7, 650-654.)IID橋連雙鍵兩邊的嗎I噪 酬環，由于苯環上Η原子和C= 0上的0原子存在空間斥力作用，導致IID有所扭曲，降低 了Π-Π共輛程度。化en等設計合成了W嚷吩環代替苯環的新型異說藍嚷吩異說藍ΤΠ， 可W有效降低二面角，不過由于ΤΠ的HOMO能級太高，導致PV性能并不理想。目前設計和 研究空間隔離結構的異說藍，主要集中于0FET材料，應用于0PV領域的只有本課題組報道 的W連二嚷吩為橋連基團的IBTI與BDT共聚物PBDT-IBTI;結果表明：運種結構有效解決 了異說藍二面角問題，PV性能良好，采用倒置B町器件測試，最終PCE達到6. 41 %。本發 明邸I為電子受體單元，雙錫抓T為電子受體單元，得到共聚物PEBI-抓TO和PEBI-BDTT， 對其光伏性能進行研究，材料在可見光范圍內光譜吸收良好，易溶于常用有機溶劑，成膜性 好，微觀形貌良好，耐熱性好，能帶隙合適，是PSCs的理想材料。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一類可溶液加工的含有一種擴展型異說藍邸I的共輛聚合 物及其制備方法。本發明的共輛聚合物具有良好的平面共輛性，良好的紫外光譜吸收，屬于 可溶液加工的共輛聚合物，太陽能電池器件研究表明運兩個材料在太陽能領域具有良好的 應用前景。
[0005] 本發明是通過W下技術方案實現的：
[0006] 第一方面，本發明提供了一種下二締為空間隔離基團的異說藍衍生物的共輛聚合 物，其結構式如式I或式II所示：
[0007]
[0008]其中，Ri、Rz均為C8 ~C20 烷基鏈，100 >η> 1。
[0009] 第二方面，本發明還提供了一種如前述的下二締為空間隔離基團的異說藍衍生物 的共輛聚合物的制備方法，其特征在于，包括式I化合物的制備方法和式II化合物的制備 方法，其中，所述式I化合物的制備方法包括如下步驟：
[0010] 將化合物邸I
抓TO在80~120°C下進行反應，得到式I化合物；
[0011] 所述式II化合物的制備方法包括如下步驟：
[0012] 將化合物EBI與化合物在80~120°C下進行反 應，得到式II化合物。
[0013] 作為優選方案，所述化合邸I的制備方法包括如下步驟：
[0014] 將化合物Μ與1-艦-2-辛基十二燒在70~110°C下進行反應，得到化合物邸I。
[0015] 作為優選方案，所述1-艦-2-辛基十二燒與化合物Μ的摩爾比為2. 2:1~4:1。
[0016] 作為優選方案，所述邸I與抓TO的摩爾比為1:1~1:1. 2,所述邸I與抓ΤΤ的摩 爾比也為1:1~1:1. 2。
[0017] 第Ξ方面，本發明還提供了一種如前述的下二締為空間隔離基團的異說藍衍生物 的共輛聚合物與PC,iBM共混作為半導體有機層在聚合物太陽能電池測試中的用途。
[0018] 與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
[0019] 本發明披露的合成方法簡單有效，合成的成本低；本發明的下二締為空間隔離基 團的異說藍衍生物的共輛聚合物具有兩個的平面共輛，材料可溶液加工，可用于有機薄膜 太陽能電池器件。
【附圖說明】
[0020] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、 目的和優點將會變得更明顯：
[0021] 圖1為實施例1化合物邸I合成路線圖；
[0022] 圖2為實施例1聚合物陽BI-抓TO和陽BI-抓TT合成路線圖；
[0023] 圖3為實施例1化合物EBI的核磁氨譜圖；
[0024] 圖4為實施例1化合物EBI的核磁碳譜圖；
[00巧]圖5為聚合物陽BI-抓TO和陽BI-抓TT在氯仿中的紫外吸收光譜圖；
[0026] 圖6為聚合物陽BI-抓TO和陽BI-BDTT的薄膜的紫外吸收光譜圖；
[0027] 圖7為聚合物陽BI-抓TO和陽BI-BDTT的循環伏安曲線圖；
[002引圖8為聚合物聚合物/PC,iBM為半導體層的薄膜太陽能電池器件的I-V曲線圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。W下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不W任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可W做出若干變形和改進。運些都屬于本發明 的保護范圍。
[0030] 連施倆I1
[0031] 本實施例提供了可溶性的擴展型異說藍邸I基的共輛聚合物PEBI-抓TO和 陽BI-BDTT，其結構式如表1所示（其中，100 >n> 1)，其單體EBI的合成路線參見圖1，聚 合物陽BI-抓TO和陽BI-BDTT的合成參見圖2所示。
[0032]
[0033]
[0034] 本實施例還設及聚合物陽BI-抓TO和陽BI-BDTT的制備方法，包括如下步驟：
[0035] (a)中間體化合物苯并二嚷吩雙錫單體的合成
[0036] 苯并二嚷吩雙錫單體的結構式為
[0037]
[0038]其詳細制備方法見文獻《Hwang，Y.J;Kim，F.S;Xin，H;Jeneldie，S.A; NewThienothiadiazole-BasedConjugatedCopolymersforElectronicsand Optoelectronics.Macromolecules2012, 45, 3732-3739 ;Liao,S.H;化uo,比J;Cheng,Y. S;Chen,S.A;FullereneDerivative-DopedZincOxideNanofiImastheCathode ofInvertedPolymerSolarCellswithLow-BandgapPolymer(PTB7-Th)forHigh Performance.Adv.Mater. 2013, 25, 4766 - 4771.〉〉
[0039] (b)化合物M的合成
[0040] 化合物M的結構式為
[0041]
[0042]其詳細制備方法見文獻《Chen,s.y;Sun，B;Guo,C;Hong，W;Meng，Υ.Z;Li，Υ.N;
[0043] 3, 3〇-巧thane-l, 2-diylidene)bis(indolin_2-〇ne)bas