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专利号: 2021103183377
申请人: 河南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一类水/醇溶性全呋喃聚合物材料,其特征在于:所述水/醇溶性全呋喃聚合物PFF分子结构式如下:

,n=10 30,

~

其中R1为 ,x=2~8,R2为 ,y=3~8。

2.权利要求1所述水/醇溶性全呋喃聚合物材料的制备方法,其特征在于,合成路线如下:

具体合成步骤如下:

(1)将液溴(Br2)的乙酸(HAc)溶液逐滴加入到化合物1的乙酸溶液中,在惰性气氛下于

85 95℃搅拌至反应完全,经后处理得化合物2;

~

(2)将化合物2,二环己基碳二亚胺(DCC),4‑二甲氨基吡啶(DMAP)按比例溶于无水二氯甲烷,于惰性气氛且室温滴加R1‑OH,然后35~45℃搅拌反应至完全,经后处理得化合物3;

(3)将化合物R2‑OH,叔丁醇钾(t‑BuOK),碘化亚铜(CuI)加入反应瓶中,室温下搅拌

1.0h‑3.0h得到溶液;将化合物4逐滴加到上述溶液中,95 105℃搅拌至反应完全,经后处理~

得化合物5;

(4)将化合物5溶于无水四氢呋喃,低温条件下滴加正丁基锂(n‑BuLi)的正己烷溶液,滴加完毕且低温继续搅拌1.0h‑3.0h;将三甲基氯化锡正己烷溶液均匀逐滴加入前述溶液,低温继续搅拌1.0h‑2.0h,然后自然回温至室温搅拌6.0h‑12.0h,经后处理得化合物6;

(5)将化合物3与化合物6溶于甲苯与N,N‑二甲基甲酰胺的混合溶剂中,加入催化剂三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3),配体三(邻甲苯基)膦(P(o‑tol)3),回流至反应完全,经后处理得目标聚合物PFF。

3.根据权利要求2所述水/醇溶性全呋喃聚合物材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述化合物1与Br2的摩尔比为1.0:(4.0~10.0),步骤(2)所述化合物2,DCC,DMAP和R1‑OH的摩尔比为1.0:(1.0~3.0):(0.2~1.0):(1.0~10.0),步骤(3)所述化合物4,t‑BuOK,CuI和R2‑OH的摩尔比为1.0:(1.0 3.0):(0.2 1.0):(1.0 10.0),步骤(4)所述化合物5,n‑BuLi和三~ ~ ~

甲基氯化锡的摩尔比为1.0:(2.0~3.0):(2.0~3.0),步骤(5)所述化合物3,化合物6,Pd2(dba)3和P(o‑tol)3的摩尔比为1.0:(1.0~1.5):(0.03~0.05):(0.1~0.2)。

4.根据权利要求3所述水/醇溶性全呋喃聚合物材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述化合物1与Br2的摩尔比为1.0:(5.0~6.0);步骤(2)所述化合物2,DCC,DMAP和R1‑OH的摩尔比为1.0:(1.2~1.5):(0.3~0.5):(5.0~7.0);步骤(3)所述化合物4,t‑BuOK,CuI和R2‑OH的摩尔比为1.0:(1.5 2.0):(0.2 0.5):(2.0 3.0);步骤(4)所述化合物5,n‑BuLi和三甲基~ ~ ~

氯化锡的摩尔比为1.0:(2.2 2.5):(2.1 2.4)。

~ ~

5.利用权利要求1所述基于水/醇溶性全呋喃聚合物材料制备有机光伏器件的方法,其特征在于,步骤如下:

(1)对ITO导电玻璃进行清洗;

(2)将ITO导电玻璃用高纯氮气流吹干,然后置于臭氧氛围中进行处理;

(3)制备ZnO电子传输层;

(4)将目标聚合物PFF做为给体材料,并与受体材料PBCO‑12共溶于高纯水/无水乙醇的混合溶剂中得到光敏层前驱液;将ZnO预加热至一定温度,并在其上旋涂光敏层前驱液制备光敏层;

(5)在光敏层上真空蒸镀MoO3空穴传输层;

(6)在MoO3空穴传输层上真空蒸镀金属Ag制备光阳极。

6.根据权利要求5所述制备有机光伏器件的方法,其特征在于,目标聚合物PFF具体为如下结构的化合物:

 ,n=18, , n=14。

7.根据权利要求5所述制备有机光伏器件的方法,其特征在于,光敏层的制备过程如下:

将PFF与PBCO‑12按1.0:(1.0 1.25)的质量比溶于高纯水/无水乙醇的混合溶剂中,60~ ~

90℃搅拌2.0h‑4.0h得到光敏层前驱液,ZnO电子传输层于75 80℃预热5mins‑10mins,将光~

敏层前驱液旋涂于电子传输层上,高纯水与无水乙醇的体积比为9:91,且PFF在高纯水/无水乙醇中的浓度为4 7mg/mL。

~

8.权利要求5所述制备有机光伏器件的方法,其特征在于,器件ZnO电子传输层的制备过程如下:前驱液为乙酸锌二水合物(C4H10O6Zn)的2‑甲氧基乙醇溶液,并添加乙醇胺稳定剂,其中C4H10O6Zn,2‑甲氧基乙醇和乙醇胺的摩尔比为1.0:(0.5~1.0):(20.0~30.0),将ZnO前驱液旋涂,120 150℃预退火1mins‑10mins,200 250℃退火20mins‑60mins,即得。

~ ~

9.权利要求5或7所述制备有机光伏器件的方法,其特征在于,光敏层前驱液中添加绿色可降解对甲氧基苯甲醛,添加量为光敏层前驱液体积的1% 3%。

~

10.权利要求5至9任一所述制备方法制得的有机光伏器件,其特征在于,ZnO电子传输层厚度为35~40nm,光敏层厚度为90~100nm,MoO3空穴传输层厚度为8~10nm,光阳极厚度90‑

100nm。