[发明专利]含单氟取代苯并杂[1;3]二唑的规整聚合物及其制备与应用

说明书

本发明属于有机光电材料领域，公开了一种含有单氟取代苯并杂[1,3]二唑的规整聚合物及其制备方法与其在有机光电技术领域的应用。该聚合物的结构式如式1所示：其中x,y,z分别各自独立为0到5的整数，n为3到100000的正整数，X₁，X₂，X₃分别各自独立为O、S、Se、Te、N‑R、R‑C‑R、R‑Si‑R、R‑Ge‑R或R‑Sn‑R，其中R为C₁～C₃₀的直链、支链或者环状烷基链；R₁，R₂，R₃，R₄分别各自独立为：氢；具有1～30个碳原子的烷基；具有1～30个碳原子的烷氧基，烯基，炔基，芳基，羧基，羟基，羰基，氨基，氰基，硝基，酯基，卤素，卤代烷基；Ar为未取代或取代的缺电子性共轭单元基、富电子的共轭基团及以上单元之间组成的共轭单元基。该聚合物可应用在有机太阳电池器件中。

技术领域

本发明属于有机光电材料领域，特别涉及一种含有单氟取代苯并杂[1,3] 二唑的规整聚合物及其制备方法与其在有机光电技术领域的应用。

背景技术

有机光电材料凭借着其独特的光物理性能，具有质量轻，加工简易，成本低以及能制成大面积的柔性器件等诸多优点，在这十年间得到了广大的关注。

在有机太阳电池方面，今年在Nature Communication中已经有课题组报道单层聚合物电池能量转化效率已经超过了10％(DOI:10.1038/ncomms6293)，这预示着有机太阳电池有广阔的商业前景。但是相对于无机太阳电池，有机太阳电池的能量转化效率仍然偏低，这迫使各个科研团队依然为此投入了很多精力。除了对器件结构、制作工艺不断优化，科研人员还不断研发新的光活性层材料，以从根本上提高有机太阳电池的效率。

目前高效的活性层聚合物材料往往由传统的缺电子单体(A)和富电子单体(D)两种单体，通过一步金属催化偶联聚合得到。如果这些单体含有像单氟取代噻吩并[3，4-b]噻吩、单氟取代苯并噻二唑或吡啶噻二唑等这些具有不对称的单体时，聚合后这些不对称单体的特种功能团将会在聚合物主链任意取向。从目前报道来看这种任意取向导致的主链无规性，将很大地限制材料的光伏转换效率(DOI:10.1021/ja500935d)。一个已经被报道过的来规整这些不对称单体的朝向的方法，是通过先偶联制备D-A-D或者A-D-A中间体，再用这些中间体与A或D单体聚合(DOI:10.1021/ja500935d)。这个方法可以使不对称单元在聚合物主链中规整排列，它们的排列是规整但交替变化排列的。还有另外一种解决方案，就是让这些不对称的单体的特征取代功能团沿着主链方向一致排列。目前还并没有基于单氟取代苯并杂[1,3]二唑单元的沿主链方向规整一致排列的研究。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种含单氟取代苯并杂[1,3]二唑的规整聚合物材料。

本发明另一目的在于提供一种上述含单氟取代苯并杂[1,3]二唑的规整聚合物的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述含单氟取代苯并杂[1,3]二唑的规整聚合物在有机光电技术领域的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种含单氟取代苯并杂[1,3]二唑的规整聚合物，其结构式如式1所示：

其中：

x,y,z分别各自独立为0到5的整数；

n为3到100000的正整数。