[发明专利]吲哚与吩类化合物的共轭聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吲哚与吩类化合物的共轭聚合物的制备方法，涉及可溶液加工的有机半导体材料领域。

背景技术

现代社会对能源的需求日益增加，石油、煤炭、天然气等都是不可再生能源，日益枯竭，发展发展太阳能电池利用太阳能是解决人类社会面临的能源问题的有效途径。

能量转化效率超过7％的太阳能电池的活性层给体材料普遍存在的问题是结构非常复杂、合适麻烦，成本特别高，难以工业化生产应用。迫切需要结构简单、合成简单、生产成本低的给体材料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种吲哚与吩类化合物的共轭聚合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种如式I所示的吲哚与吩类化合物的共轭聚合物

的制备方法，其包括如下步骤：

将R-I或R-Br与6-溴靛红在60-120℃下进行反应，得到化合物1

将所述化合物1与水合肼在80～150℃下进行反应，得到化合物2

将所述化合物2与2-醛基-5-溴噻吩在60～130℃下进行反应，得到化合物IDT

将所述化合物IDT与双甲基锡噻吩或双甲基锡硒酚在60～120℃下进行Stille偶联反应，得到式I化合物。

作为优选方案，所述化合物R-I或R-Br与6-溴靛红的摩尔比为1:1～4:1。

作为优选方案，所述水合肼的用量占水合肼和化合物1总重量的40～99％。

作为优选方案，所述还原反应的催化剂为锌粉，所述锌粉和化合物2的摩尔比为4:1～8:1。

作为优选方案，所述化合物2和2-醛基-5-溴噻吩的摩尔比为1:1.1～1:1.3。

作为优选方案，所述Stille偶联反应以三(二亚苄基丙酮)二钯为催化剂、三(邻甲基)苯基磷为配体，IDT与双甲基锡噻吩或者双甲基锡硒吩的摩尔比为1:1～1:1.3.

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的采用全新的合成方法，合成简单、成本低廉、而能量转化效率高，达到7.32％；

2、可在给体材料的合成以及在太阳能倒置器件中应用，对太阳能电池技术的发展和应用具有极其重要的意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1聚合物PIDT-T的合成路线图；

图2为实施例1化合物1的核磁氢谱图；

图3为实施例1化合物2的核磁氢谱图；

图4为实施例1化合物IDT的核磁氢谱图；

图5为实施例2聚合物PIDT-T的氯仿溶液和固体薄膜紫外吸收光谱图；

图6为实施例2聚合物PIDT-T的循环伏安曲线图；

图7为实施例2聚合物PIDT-T的热重分析谱图；

图8为实施例3聚合物PIDT-T和PC61BM为半导体层的薄膜太阳能电池器件的I-V曲线图。

图9为实例4聚合物PIDT-Se的合成路线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1吲哚与噻吩共轭聚合物

本实施提供了半边异靛蓝基共轭聚合物(PIDT-T)的合成，其结构式如表1所示，合成路线见图1。

表1

具体步骤如下：

(a)化合物1的合成

化合物1的结构式为：

其中R为2-辛基十二烷基。

化合物1的制备方法：如图1所示，将6-溴靛红(2.26g，10mmol)、碳酸钾(2.07g,15mmol)、1-碘-2-辛基十二烷(4.90g，12mmol)和DMF(50mL)加入两口瓶中，氮气备压，80℃反应24h，冷却到室温，加入100mL稀盐酸搅拌2h，加入大量水，二氯甲烷萃取3次，合并有机相，用饱和氯化钠洗涤，无水MgSO₄干燥，旋干溶剂，石油醚：二氯甲烷为3:1(体积比)为淋洗剂，层析柱分离，旋干后得到棕色油状液体(3.15g，62％)。核磁谱图如图2所示。