[发明专利]形成聚噻吩:聚磺酸盐络合物的方法

说明书

本发明提供了一种形成聚噻吩:聚磺酸盐络合物的方法，所述方法包括以下步骤：使噻吩和聚磺酸盐的溶液混合物在催化剂和氧化剂存在下在形成所述聚噻吩:聚磺酸盐络合物的条件下反应。还提供了一种在衬底表面上形成所述相同络合物的膜的方法、根据如本文所限定的方法制备的聚噻吩:聚磺酸盐络合物以及膜。

技术领域

本发明大体上涉及一种形成聚噻吩:聚磺酸盐络合物的方法。本发明还涉及一种形成膜的方法、以及根据如本文所限定的方法所制备的聚噻吩:聚磺酸盐络合物和膜。

背景技术

导电聚合物和半导电聚合物在新的应用中快速赢得经济意义和吸引力，这是因为这些聚合物与金属相比具有许多优势。这些导电聚合物层由于它们的潜在有用的特性而具有各种工业应用，所述特性包括加工性、机械柔性、离子-电子转导、重量以及生物功能。已知的π共轭聚合物的实例是聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺以及聚乙炔。这些导电聚合物是通过化学或电化学氧化方法由用于制备导电聚合物的前体，例如任选取代的噻吩、吡咯以及苯胺和它们的可以低聚的特定衍生物来制备的。在这方面，化学氧化聚合是普遍的，这是因为它可以简单的方式在液体介质中或在各种衬底上实现。

氧化铟锡(ITO)是一种常用的透明电极材料，这是因为它具有优良的光电特性，如高透明度和高导电性。然而，制造ITO的高真空和高温要求以及它的机械脆性使得它不是用于柔性聚合物太阳能电池(PSC)的理想的透明电极选择。因此，包括导电聚合物和石墨烯在内的一些有前途的ITO替代物已经被作为用于柔性聚合物太阳能电池的透明电极来研究。

聚苯胺(纳米纤维)和聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)是可商购获得的常用导电聚合物的一些实例。其受到青睐是因为它们的若干有利的特性，包括简单的酸/碱掺杂/去掺杂化学方法、环境稳定性、良好的光电特性、它的p掺杂形式的良好稳定性、良好的导电性和/或良好的成膜特性。在这方面，这些聚合物的目标是用作诸如致动器、存储器件、发光二极管(LED)或有机LED、光伏器件、有机微电子器件、非线性光学器件、电池组、生物传感器和化学传感器、以及有机太阳能电池的应用中的电子部件。然而，这些导电聚合物中的一些由于在室温不稳定而难以储存和运输，因此在使用这些聚合物时可能是昂贵的。

这些类型的聚合物的合成可以彼此不同。在这种情况下，它可以是简易的合成到漫长和繁重的合成，从而使得需要开发更高效和简易的合成。此外，不同聚合物的制造技术也彼此不同。在这方面，需要简易地形成替代性导电聚合物材料，所述材料具有更低的用于储存和运输所述聚合物材料的成本。此外，还需要开发用于分散导电聚合物材料的更方便的方法以及在衬底表面上该相同材料的制造技术。

因此，需要这样的一种替代性导电聚合物材料，所述材料改善了上述的一个或多个缺点。需要提供一种形成这样的导电聚合物材料的方法，该材料改善了上述的一个或多个缺点。

发明内容

根据第一个方面，提供了一种形成聚噻吩:聚磺酸盐络合物的方法，所述方法包括以下步骤：使噻吩和聚磺酸盐的溶液混合物在催化剂和氧化剂存在下在形成所述聚噻吩:聚磺酸盐络合物的条件下反应。

有利的是，上述方法可以引起固体聚噻吩:聚磺酸盐络合物的产生，所述络合物可以容易地经由标准纯化方法，如过滤或离心从反应混合物中分离。

根据第二个方面，提供了一种在衬底表面上形成聚噻吩:聚磺酸盐络合物的膜的方法，所述方法包括以下步骤：(a)用聚噻吩:聚磺酸盐络合物的分散液涂覆所述衬底表面；以及(b)使所涂覆的聚噻吩:聚磺酸盐络合物干燥以形成膜。

有利的是，所述聚噻吩:聚磺酸盐络合物膜可以在10^-3S/cm至400S/cm的宽范围导电。

根据第三个方面，提供了一种聚噻吩:聚磺酸盐络合物，所述络合物是根据如本文所限定的方法制备的。

根据第四个方面，提供了一种聚噻吩:聚磺酸盐络合物的膜，所述膜是根据如本文所限定的方法制备的。

定义