[发明专利]双烷硫链取代的共轭聚合物及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种如式I所示的双烷硫链取代的共轭聚合物：其中：R₁为C₈～C₁₂直链烷基、C₈～C₁₂支链烷基或C₈～C₁₂烷硫基；R₂为氢原子、氯原子或氟原子；且R₃为C₈～C₁₂直链烷基或C₈～C₁₂支链烷基；n代表聚合物的重复单元个数，为4‑400之间的任一自然数。本发明还提供了一种聚合物太阳能电池的活性层，包括上述如式I所示的双烷硫链取代的共轭聚合物给体和非富勒烯n‑型稠环受体分子。本发明的共轭聚合物作为聚合物给体在应用于有机太阳能电池时表现出了优异的光伏性能以及良好的器件稳定性。电池面积为0.04cm²时能量转换效率(PCE)达到13.10％，尤其是，当器件面积为1cm²时，仍达到了10.21％的能量转换效率。

技术领域

本发明涉及光伏材料领域，尤其涉及一种双烷硫链取代的共轭聚合物及其制备和应用。

背景技术

将太阳能转换为电能的太阳能电池技术被广泛认为是解决人类能源危机的有效途径之一。其中，有机(包括聚合物)太阳能电池因其具有质量轻、制备工艺简单以及可以制备成柔性大面积半透明器件等突出优点，受到了世界各国研究者的关注。近年来，有机太阳能电池得到了迅猛的发展，其能量转换效率已经超过了13％(J.Am.Chem.Soc.2017,139,7148-7151；J.Am.Chem.Soc.2018,140,7159-7167；Nat.Commun.2018,9,743)，显示出了非常光明的商业应用前景。

现阶段，有机太阳能电池的能量转换效率、器件稳定性等仍是制约其商业应用的瓶颈。有机太阳能活性层材料的创新(包括聚合物/小分子给体材料以及受体)是解决上述难点的关键所在。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种双烷硫链取代的共轭聚合物及其制备和应用，本发明的共轭聚合物作为聚合物给体在应用于有机太阳能电池时表现出了优异的光伏性能以及良好的器件稳定性。

在一方面，本发明公开了一种如式I所示的双烷硫链取代的共轭聚合物：

其中：

R₁为C₈～C₁₂直链烷基、C₈～C₁₂支链烷基或C₈～C₁₂烷硫基；

R₂为氢原子、氯原子或氟原子；且

R₃为C₈～C₁₂直链烷基或C₈～C₁₂支链烷基；

n代表聚合物的重复单元个数，为4-400之间的任一自然数。

进一步地，R₁为C₈～C₁₂支链烷基或C₈～C₁₂支链烷硫基；

R₂为氢原子、氯原子或氟原子；且

R₃为C₈～C₁₂支链烷基。

优选地，R₁为C₈～C₁₂支链烷基或C₈～C₁₂支链烷硫基；

R₂为氟原子；且