[发明专利]受体聚合物、光活性层、能量器件及制备方法与应用

权利要求书

1.一种受体聚合物，其特征在于，结构通式为：

式中，Ar为下述4种单元中的任一种：

1)亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基或至少三个环的杂亚芳基；

2)单环杂亚芳基的环与环之间耦合或通过单键连接形成的基团；

3)双环杂亚芳基的环与环之间耦合或通过单键连接形成的基团；

4)至少三个环的杂亚芳基中的环与环之间耦合或通过单键连接形成的基团；

R₁为H或烷基链，R₂为烷基链，烷基链为碳原子数为1～24的直链或支链；

n代表稠环骨架和连接芳环的重复单元个数，为1～100之间的自然数。

2.根据权利要求1所述的受体聚合物，其特征在于：

其中，Ar为下述7种基团中的任一种：

在上述结构通式中，M表示H、Cl或F原子；N’表示H、烷基链或烷氧链；R₃为烷基、烷氧链或烷硫链；并且，R₃中所包含的烷基均为碳原子数为1～24的直链或支链。

3.根据权利要求2所述的受体聚合物，其特征在于：

其中，Ar为下述3种基团中的任一种：

在上述结构通式中，R’₃为2-乙基-己基或2-己基-癸烷。

4.根据权利要求1所述的受体聚合物，其特征在于：

该受体聚合物为下式P₁、P₂或P₃所示的聚合物：

5.制备如权利要求1至4中任意一项所述的受体聚合物的方法，其特征在于，包括：

在惰性气体保护下，将下式II与式III所示的化合物在催化剂的作用下进行共聚反应，得到式I所示的受体聚合物，

式中，Ar为下述4种单元中的任一种：

1)亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基或至少三个环的杂亚芳基；

2)单环杂亚芳基的环与环之间耦合或通过单键连接形成的基团；

3)双环杂亚芳基的环与环之间耦合或通过单键连接形成的基团；

4)至少三个环的杂亚芳基中的环与环之间耦合或通过单键连接形成的基团；

R₁为H或烷基链，R₂为烷基链，烷基链为碳原子数为1～24的直链或支链；

n代表稠环骨架和连接芳环的重复单元个数，为1～100之间的自然数。

6.根据权利要求5所述的制备受体聚合物的方法，其特征在于：

其中，反应溶剂为四氢呋喃、甲苯和氯苯中的至少一种，

催化剂为四(三苯基膦)钯(0)、氯化钯或醋酸钯，催化剂的加入量为式II所示化合物与式III所示化合物的总摩尔量的0.01％～10％。

7.根据权利要求5所述的制备受体聚合物的方法，其特征在于：

其中，反应温度为30℃～200℃，反应时间为15min～72h。

8.一种光活性层，其特征在于：

通过将p-型电子给体和权利要求1至4中任意一项所述的受体聚合物溶解后均匀混合，然后旋涂制备而成，

其中，p-型电子给体与受体聚合物的摩尔比为1：0.1～10。

9.一种能量器件，其特征在于，包括：

第一电极；

第二电极；以及

设置在所述第一电极和所述第二电极之间的至少一层半导体层，

其中，所述半导体层包括权利要求1至4中任意一项所述的受体聚合物或权利要求8所述的光活性层。

10.将权利要求1至4中任意一项所述的受体聚合物或权利要求8所述的光活性层应用于电化学器件、有机光伏器件、电致变色器件、场效应管晶体管和传感器中。