[发明专利]喹喔啉基的聚合物及其制备方法和有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体材料领域，尤其涉及一种喹喔啉基的聚合物及其制备方法。本发明还涉及使用喹喔啉基的聚合物作为活性层电子给体材料的有机电致发光器件。

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C₆₀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

本发明所要解决的问题在于提供一种能量转化效率较高的喹喔啉基的聚合物。

本发明的技术方案如下：

一种喹喔啉基的聚合物，其结构式如下：

式中，R₁、R₂均为C₁～C₂₀的烷基，n为11-100的之间整数。

本发明还提供上述喹喔啉基的聚合物的制备方法，包括如下步骤：

分别提供如下结构式表示的化合物A和B，

其中，R₁、R₂均为C₁～C₂₀的烷基；

在无氧环境下，将摩尔比为1:1～1.2的化合物A和B添加入含有催化剂和碱溶液的有机溶剂中溶解，随后于70～130℃下进行Suzuki耦合反应12～96小时，停止耦合反应后，分离提纯反应液，得到如下结构式的喹喔啉基的聚合物：

式中，n为11-100的整数。

所述喹喔啉基的聚合物的制备方法，其中，无氧环境由氩气、氮气中的一种或两种构成。

所述喹喔啉基的聚合物的制备方法，其中，所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯或四三苯基膦钯；或者

所述催化剂为有机钯与有机膦配体的混合物，且混合物中，有机膦配体的摩尔量是有机钯摩尔量的4～8倍；所述有机钯为醋酸钯或者三二氩苄基丙酮二钯；有机膦配体为三邻甲苯基膦或2-双环己基膦-2’,6’-二甲氧基联苯；

所述催化剂与所述化合物A的摩尔比为1:20～1:100。

所述喹喔啉基的聚合物的制备方法，其中，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，碱溶质的摩尔量为化合物A摩尔量的20倍。

所述喹喔啉基的聚合物的制备方法，其中，所述有机溶剂为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的至少一种。

所述喹喔啉基的聚合物的制备方法，其中，Suzuki耦合反应温度为90～120℃，反应时间为24～72小时。

所述喹喔啉基的聚合物的制备方法，其中，分离提纯反应液包括：

耦合反应后，向反应液中加入甲醇沉析，随后通过索氏提取器过滤，在再依次用甲醇和正己烷抽提，获得有机相，然后以氯仿为溶剂抽提有机相至无色，收集氯仿溶液并旋干、真空下50℃干燥24h后，得到所述喹喔啉基的聚合物。

本发明还涉及一种有机太阳能电池器件，其活化层的电子给体材料为如下结构式的喹喔啉基的聚合物：

式中，R₁、R₂均为C₁～C₂₀的烷基，n为11-100的之间整数。

本发明的喹喔啉基的聚合物，为给体-受体型共轭聚合物，它具有较高的空穴迁移率，高的开路电压，较好的溶解性能和成膜性能，在300nm～700nm范围内具有较宽的吸收范围，具有较高的能量转换效率。