[发明专利]一种基于A-DA’D-A型小分子受体单元的聚合物受体材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.式I所示的聚合物：

所述式Ⅰ中，DA’D稠环基团选自下述式ⅠⅠ-1至式II-3所示结构式中的任一种：

所述式II-1、式II-2、式II-3中R₁、R₂和R₃相同或不同，各自独立地选自下述基团中任意一种：烷基、烷氧基、烷硫基、硅烷基、酰基、酰氧基、酰硫基、酯基、胺基、酰胺基；上述各基团中包含的烷基为碳原子数1-25的直链或支链烷基；

所述式Ⅰ中，IC基团为下述式III所示：

其中，式III中的R₄选自下述基团中任意一种：H、F、Cl、Br、I、烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基；其中，所述烷基、所述烷氧基、所述烷硫基中包含的烷基均为碳原子数为1-6的直链或支链烷基；

所述式Ⅰ中，π桥基团选自下述结构式中的任一种：

其中，R₅与R₆相同或不同，选自下述基团中任意一种：H、F、Cl、Br、I、烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基；其中，所述烷基、所述烷氧基、所述烷硫基中包含的烷基均为碳原子数为1-10的直链或支链烷基；

R₇选自下述基团中任意一种：烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基、2-烷基取代的噻吩基；其中，所述烷基、所述烷氧基、所述烷硫基中包含的烷基均为碳原子数为1-6的直链或支链烷基；所述2-烷基取代的噻吩基中烷基指的是碳原子数为1-16的直链或支链烷基；

R₈选自下述基团中任意一种：烷基、烷氧基、烷硫基、酯基、羰基；其中，所述烷基、所述烷氧基、所述烷硫基中包含的烷基均为碳原子数为1-20的直链或支链烷基；

所述式Ⅰ中，n代表所述基于A-DA’D-A型小分子受体的聚合物的重复单元个数，为2-50之间的自然数。

2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：式I所示的聚合物为下述任一所示聚合物：

3.制备权利要求1或2所述聚合物的方法，包括下述步骤：

在惰性气氛中，使式V所示的单体Br-SM与式VI所示的单体π桥-Sn在四三苯基膦钯催化下进行Stille偶联反应，得到式I所示聚合物受体；

所述式V中DA’D稠环基团、IC基团的定义同式I；

所述使VI中π桥基团的定义同式I。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述式V所示的单体Br-SM、式VI所示的单体π桥-Sn、四三苯基膦钯催化剂的摩尔比为1:1:(0.05-0.1)；

所述Stille偶联反应在溶剂中进行，所述溶剂为无水甲苯。所述Stille偶联反应的反应温度为110至120℃，反应时间为20至30小时；

所述还包括下述步骤：反应结束后将反应液沉降于甲醇中，抽滤，将滤渣用索氏提取器提取，以甲醇、正己烷、氯仿的顺序，最后将氯仿抽提得到的滤液减压蒸馏得到产物。

5.权利要求1或2所述聚合物在制备全聚合物太阳电池受体光伏材料中的应用。

6.一种光活性层，包括权利要求1或2所述聚合物和给体材料。

7.根据权利要求6所述的光活性层，其特征在于：所述给体材料为D-A共聚给体材料；所述D-A共聚给体材料与权利要求1或2所述聚合物的质量比为(0.6～1.5):1。

8.一种全聚合物太阳电池器件，包括从下到上依次设置的：含界面层的透明导电电极、权利要求6或7所述的光活性层、电子传输层、金属电极。

9.权利要求8所述全聚合物太阳电池器件的制备方法，包括以下步骤：将给体材料与权利要求1或2所述的聚合物溶解于溶剂中，混匀后，旋涂或刮涂在含界面层的透明导电电极上制备薄膜光活性层，然后在光活性层上制备电子传输层，最后在电子传输层上蒸镀金属电极，得到全聚合物太阳电池器件。

10.上述的给体材料为D-A共聚给体材料(如J71、PTQ10、PBDB-T、PM6等)；溶剂为三氯甲烷、氯苯、邻二氯苯、甲苯、四氢呋喃中的一种或多种；D-A共聚给体材料与所述聚合物受体材料的质量比为(0.6～1.5):1，优选1:1；所配制聚合物混合溶液的浓度为10mg/mL～20mg/mL。