[发明专利]一类基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一类基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物及其制备方法与应用。本发明以苯并硒二唑衍生物单元为核心，构建了一系列多元共聚物，制备的聚合物具有宽光谱范围的吸收和高的载流子迁移率。基于此类苯并硒二唑衍生物单元的聚合物可作为活性层，应用在有机/聚合物光电探测器和有机/聚合物太阳电池等有机/聚合物电子器件中。

技术领域

本发明属于有机光电领域，具体涉及到一类基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物及制备方法与其在有机/聚合物电子器件，特别是有机/聚合物光电探测器和有机/聚合物太阳电池中的应用。

背景技术

光照射到感光材料上会产生微弱的电流，光电探测器是基于这种感光材料的光电效应，将光信号转化为电信号的元器件。光电探测器在光通讯、图像感应、生物医用传感、环境监测、气象学以及军事等领域有重要应用。目前常用的光电探测器基本是基于无机半导体材料，如Si基、Ge基以及InGaAs等。但基于传统无机材料的有机光电探测器还面临着制备工艺复杂、成本高、不利于大面积制备等问题。

相比于无机材料，有机/聚合物材料成本低、吸收波长易于调节、可通过溶液法成膜、容易在不同基底附着等优点，使得有机/聚合物光电二极管的制造工艺简单、生产成本低、质量轻、易于大面积制备、可实现柔性器件，具有广泛的应用前景。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一类基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物。该聚合物具有较窄的带隙和较宽的吸收光谱，且光谱容易通过聚合物结构进行调节；同时该聚合物还具有较高的载流子迁移率，有利于提高聚合物的外量子效率。

本发明的另一目的在于提供上述基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物在有机光电领域的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一类基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物，化学结构式满足以下通式：

式中，x、y为各单元的摩尔分数，其中，0≤x<1，0<y≤1；n为重复单元数，n＝2～1000范围内的整数；

Ar为碳原子数6～60的芳香族烃基或碳原子数2～60的芳香族杂环基；

D为碳原子数6～100的芳香族烃基或碳原子数3～100的芳香族杂环基；

进一步地，所述的基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物，这类聚合物中至少含有苯并硒二唑衍生物单元与至少一种D单元共聚。

进一步地，所述的基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物，所述的苯并硒二唑衍生物单元优选为以下结构或以下结构的卤代、氘代、烷基取代衍生物：

其中，R₁为H、D、F、Cl、氰基、硝基、酰基、烷氧基、羰基、砜基、碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基；R₂为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。

进一步地，所述的基于苯并硒二唑衍生物单元的聚合物，所述的D单元优选为以下结构或以下结构的卤代、氘代、烷基取代衍生物中的一种以上：

其中，R₃为碳原子数1～30的烷基、碳原子数3～30的环烷基、碳原子数为6～60芳香族烃基或碳原子数为3～60的芳香族杂环基。