吡咯并吡咯二酮基聚合物、其制备方法及应用的制作方法
吡咯并吡咯二酮基聚合物、其制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于太阳能电池材料领域，其公开了一种吡咯并吡咯二酮基聚合物，具有如下结构式：式中，R1、R2均为C1～C20的烷基，n为10-50的整数。本发明提供的吡咯并吡咯二酮基共聚物中，吡咯并吡咯二酮(DPP)具有吸收强、光化学稳定性等优点，DPP可以通过N原子进行烷基链的修饰，当增加连接到DPP的3位和6位的噻吩的长度时，吸收范围变宽，同时带隙也变小等，这些性质都可以提高有机太阳能电池的能量转化效率。
【专利说明】吡咯并吡咯二酮基聚合物、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池材料领域，尤其涉及一种吡咯并吡咯二酮基聚合物及其制备方法。本发明还涉及吡咯并吡咯二酮基聚合物在有机太阳能电池中的应用。
【背景技术】
[0002]利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前用于地面的硅晶电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到限制。为了降低电池成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。有机半导体材料以其原料易得、廉价、制备工艺简单、环境稳定性好、有良好的光伏效应等优点备受关注。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, etal.Science, 1992，258，1474)上报道共轭聚合物与C6tl之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。限制性能提高的主要制约因素有:有机半导体材料的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配，有机半导体相对较低的载流子迁移率以及较低的载流子的电极收集效率等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，进而大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。
[0003]吡咯并吡咯二酮(DPP)具有吸收强、光化学稳定性等优点，非常有潜力应用于有机太阳能电池中。DPP可以通过N原子上进行烷基链的修饰，当增加连接到DPP的3，6位的噻吩的长度时，吸收范围变宽，同时带隙也变小，这些性质对于太阳能电池转化效率的提高是有力的。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问题在于提供一种可以提高有机太阳能电池能量转化效率的吡咯并吡咯二酮基聚合物。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种吡咯并吡咯二酮基聚合物，具有如下结构式:
[0007]
【权利要求】
1.一种吡咯并吡咯二酮基聚合物，其特征在于，具有如下结构式
2.一种吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 分别提供如下结构式表示的化合物A和B，
3.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯或四三苯基膦钯。
4.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机钯与有机膦配体的混合物；所述有机钯与有机膦配体的摩尔比为1:4~8。
5.根据权利要求5所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯为醋酸钯或三二氩苄基丙酮二钯；所述有机膦配体为三邻甲苯基膦或者2-双环己基勝-2’ ,6，-二甲氧基联苯。
6.根据权利要求2、3或4所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂与所述化合物A的摩尔比为1:2(Tl: 100。
7.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述Heck耦合反应温度为90~120° C反应时间为24~96小时。
8.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、N，N-二甲基甲酰胺及四氢呋喃中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，Heck耦合反应停止后，还需要对吡咯并吡咯二酮基聚合物进行纯化处理: Heck耦合反应停止后，向反应后得到的混合液中滴加甲醇中进行沉降，随后通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷抽提24h，然后以氯仿为溶剂抽提至无色，收集氯仿溶液并旋干得到纯化的吡咯并吡咯二酮基聚合物。
10.一种权 要求1所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物在有机太阳能电池的活性层中的应用。
【文档编号】H01L51/46GK103665341SQ201210346674
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】周明杰, 王平, 张振华, 冯小明 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司
【专利摘要】本发明属于太阳能电池材料领域，其公开了一种吡咯并吡咯二酮基聚合物，具有如下结构式：式中，R1、R2均为C1～C20的烷基，n为10-50的整数。本发明提供的吡咯并吡咯二酮基共聚物中，吡咯并吡咯二酮(DPP)具有吸收强、光化学稳定性等优点，DPP可以通过N原子进行烷基链的修饰，当增加连接到DPP的3位和6位的噻吩的长度时，吸收范围变宽，同时带隙也变小等，这些性质都可以提高有机太阳能电池的能量转化效率。
【专利说明】吡咯并吡咯二酮基聚合物、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池材料领域，尤其涉及一种吡咯并吡咯二酮基聚合物及其制备方法。本发明还涉及吡咯并吡咯二酮基聚合物在有机太阳能电池中的应用。
【背景技术】
[0002]利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前用于地面的硅晶电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到限制。为了降低电池成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。有机半导体材料以其原料易得、廉价、制备工艺简单、环境稳定性好、有良好的光伏效应等优点备受关注。自 1992 年 N.S.Sariciftci 等在 SCIENCE (N.S Sariciftci, L.Smilowitz, A.J.Heeger, etal.Science, 1992，258，1474)上报道共轭聚合物与C6tl之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。限制性能提高的主要制约因素有:有机半导体材料的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配，有机半导体相对较低的载流子迁移率以及较低的载流子的电极收集效率等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，进而大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。
[0003]吡咯并吡咯二酮(DPP)具有吸收强、光化学稳定性等优点，非常有潜力应用于有机太阳能电池中。DPP可以通过N原子上进行烷基链的修饰，当增加连接到DPP的3，6位的噻吩的长度时，吸收范围变宽，同时带隙也变小，这些性质对于太阳能电池转化效率的提高是有力的。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问题在于提供一种可以提高有机太阳能电池能量转化效率的吡咯并吡咯二酮基聚合物。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种吡咯并吡咯二酮基聚合物，具有如下结构式:
[0007]
【权利要求】
1.一种吡咯并吡咯二酮基聚合物，其特征在于，具有如下结构式
2.一种吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 分别提供如下结构式表示的化合物A和B，
3.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为双三苯基膦二氯化钯或四三苯基膦钯。
4.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机钯与有机膦配体的混合物；所述有机钯与有机膦配体的摩尔比为1:4~8。
5.根据权利要求5所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机钯为醋酸钯或三二氩苄基丙酮二钯；所述有机膦配体为三邻甲苯基膦或者2-双环己基勝-2’ ,6，-二甲氧基联苯。
6.根据权利要求2、3或4所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂与所述化合物A的摩尔比为1:2(Tl: 100。
7.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述Heck耦合反应温度为90~120° C反应时间为24~96小时。
8.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、N，N-二甲基甲酰胺及四氢呋喃中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物的制备方法，其特征在于，Heck耦合反应停止后，还需要对吡咯并吡咯二酮基聚合物进行纯化处理: Heck耦合反应停止后，向反应后得到的混合液中滴加甲醇中进行沉降，随后通过索氏提取器过滤之后依次用甲醇和正己烷抽提24h，然后以氯仿为溶剂抽提至无色，收集氯仿溶液并旋干得到纯化的吡咯并吡咯二酮基聚合物。
10.一种权 要求1所述的吡咯并吡咯二酮基聚合物在有机太阳能电池的活性层中的应用。
【文档编号】H01L51/46GK103665341SQ201210346674
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】周明杰, 王平, 张振华, 冯小明 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司
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