【11】證書號數：I458750 【45】公告日： 中華民國 103 (2014) 年 11 月 01 日 【51】Int. Cl.： C08G61/12 H01L31/04 (2006.01) (2014.01) C08K5/101 (2006.01) 發明 全 9 頁 【54】名 稱：具有電子予體－電子受體－電子予體單體結構之低能隙咔唑系共聚高分子 之合成及其在有機高分子太陽能電池之應用 【21】申請案號：100115808 【22】申請日： 中華民國 100 (2011) 年 05 月 05 日 【11】公開編號：201245264 【43】公開日期： 中華民國 101 (2012) 年 11 月 16 日 【72】發 明 人： 許聯崇 (TW) ；李榮峰 (TW) ；陳貞夙 (TW) ；周維揚 (TW)
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY
臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 歐奉璋
【56】參考文獻：
Yingping Zou et al.,”A High-Mobility Low-Bandgap Poly(2,7-carbazole) Derivative for Photovoltaic Applications”,
Macromolecules, 1 April, 2009. Vol 42, pages 2891-2894。
Barry C. Thompson and Jean M. J. Fr chet., "Polymer–Fullerene Composite Solar Cells", Angew. Chem. Int. Ed., 2008. Vol 47, pages 58-77。 審查人員：王嘉薇 [57]申請專利範圍 1. 一種電子予體-電子受體-電子予體(Donor-Acceptor-Donor,D-A-D)單體，其單體結構為 Br2 -CARB-R，係具有拉電子之側鏈基團，該電子予體為多電子之咔唑(carbazole)單元， 該電子受體為少電子之 benzo[4,5]isoquino[2,1-a]perimidin-14-one 單元，且該 14H-benzo[4,5]isoquino[2,1-a]perimidin-14-one 單元含有一羰基(carbonyl)與一呸啶(perimidine ring)結構，為高電負度之拉電子基，其中，上述單體 Br2 -CARB-R 之通式(1)結構為： 式中，R 係衍生自 NAP(Naphthaloperinone)之導電性高分子單體結構。
側鏈，其分子主鏈為電子予體，分子側鏈為電子受體，且光學能隙係介於 1.79~1.24 伏特 範圍。
3. 依申請專利範圍第 2 項所述之低能隙咔唑系共聚高分子之合成方法，其中，該些咔唑共 聚高分子係由單體 Br2 -CARB-NAP，以 Suzuki、Yamamoto 與 Stille 反應共聚合而成。 4. 依申請專利範圍第 2 項所述之低能隙咔唑系共聚高分子之合成方法，其中，該些咔唑共 聚高分子之分子量，其重量平均分子量(Mw)係介於 4000~20550g/mole 之間。 5. 依申請專利範圍第 2 項所述之低能隙咔唑系共聚高分子之合成方法，其中，該些咔唑共 聚高分子之 5%熱裂解溫度(T5d )係介於 363~463℃之間。 6. 依申請專利範圍第 2 項所述之低能隙咔唑系共聚高分子之合成方法，其中，該些咔唑共 聚高分子之紫外光-可見光吸收光譜係涵蓋可見光與近紅外光區。 7. 一種有機高分子太陽能電池元件，其結構為 ITO/PEDOT：PSS/Active Layer/Al，係藉由 將申請專利範圍第 2 項咔唑系共聚高分子 PF-CARB、PC-CARB、PC-CARB-ENE、PT-CARB 與 PT-PF-CARB、PC-CARB、PC-CARB-ENE、PT-CARB-ENE，分別混合碳六十衍生物(6,6-Phenyl C61-butyric acid methyl ester,PCBM)以 1：1~6 比例作為主動層，具有介於 0.078~1.27%之能量轉換效率(Power Conversion Efficiency,PCE)。 8. 依申請專利範圍第 7 項所述之低能隙咔唑系共聚高分子之合成方法，其中，該些咔唑共 聚高分子與碳 60 衍生物之混合比例係為 1：4~5。 圖式簡單說明 第 1A 圖，係本發明之單體 Br2 -CARB-NAP 之合成流程示意圖。 第 1B 圖，係本發明之單體 Br2 -CARB-OB 之合成流程示意圖。 第 2A 圖，係本發明之低能隙咔唑共聚高分子 PF-CARB 之合成流程示意圖。 第 2B 圖，係本發明之低能隙咔唑共聚高分子 PC-CARB 之合成流程示意圖。 第 2C 圖，係本發明之低能隙咔唑共聚高分子 PC-CARB-ENE 之合成流程示意圖。 第 2D 圖，係本發明之低能隙咔唑共聚高分子 PT-CARB 之合成流程示意圖。 第 2E 圖，係本發明之低能隙咔唑共聚高分子 PT-CARB-ENE 之合成流程示意圖。 第 3 圖，係本發明咔唑系列共聚高分子之紅外線光譜圖。 第 4A 圖，係本發明單體溶於 DMAc 中之紫外光-可見光吸收光譜圖。 第 4B 圖，係本發明咔唑系列共聚高分子薄膜態之紫外光-可見光吸收光譜圖。 第 5 圖，係本發明咔唑系列共聚之循環伏安測試光譜圖。 第 6 圖，係本發明咔唑系列共聚高分子之相對能階示意圖。 第 7 圖，係本發明咔唑系共聚高分子與 PC61 BM 最佳比例太陽能電池元件之電流密度-伏 特測試示意圖。 第 8A 圖，係本發明以 PC-CARB 與 PC61 BM 製成太陽能電池元件之電流密度-伏特測試 示意圖。 第 8B 圖，係本發明以 PC-CARB 與 PC71 BM 製成太陽能電池元件之電流密度-伏特測試 示意圖。 (2) 2563
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