半导体有机聚合物比如3-己基取代聚噻吩(P3HT)以及聚(3,4-二氧乙基噻吩)(PEDOT) 由于其良好的载流子传输能力、制备工艺成熟和可溶液加工的特性也被广泛地用作固态染料敏化太阳能电池的空穴传输材料。其中3-己基取代聚噻吩是有机太阳能电池中常见的给体材料。在有机半导体中3-己基取代聚噻吩拥有良好的空穴迁移率(10-8cm2/Vs)。同时,3-己基取代聚噻吩在500nm至600nm具有强烈的吸收。固态染料敏化太阳能电池厚度受到制约,导致器件对光的捕获能力不足。如果能在采用3-己基取代聚噻吩作为空穴传输材料的同时还可以利用3-己基取代聚噻吩的吸光光谱加强器件对光的捕获能力,这将有效地提高器件的短路电流。所以3-己基取代聚噻吩经常被用作为固态染料敏化太阳能电池中的空穴传输材料。

制备方法[1]
一、3-己基噻吩单体的制备
金属镁粒3g用稀盐酸除去表面氧化层,分别用无水乙醇和无水乙醚清洗,将处理过的镁粒放入通有N2的内盛有30mL无水乙醚的250mL三口烧瓶中(三口烧瓶经真空干燥),将0.1mol 1-溴己烷的10mL无水乙醚溶液缓慢滴入烧瓶中,待金属镁反应完全后加入0.1mol 3-溴噻吩和20mg催化剂1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍(Ni(DPPP)Cl2),反应15h后,将溶液倒入2mol/L冰冷盐酸中,分离有机层,用无水乙醚萃取水层,合并萃取液,用无水硫酸镁干燥24h。普通蒸馏回收溶剂乙醚,减压蒸馏得到3-己基噻吩。
二、3-己基取代聚噻吩的制备
将3g 3-己基噻吩缓慢滴加进入通有N2的40mL氟仿和5.5g无水三氟化铁的混合溶液中回流搅拌24h后将溶液倒入250mL甲醇中沉降,抽滤除去甲醇溶液,将剩余的固体放入水合肼和氯仿的混合溶液中搅拌1h后将溶液经脱脂棉过滤、分液后取氧仿层。用氦气保护除去大部分氧仿,将剩余的少量粘稠液体倒入甲醇中,取沉降物真空干燥。在索氏提取器中用甲醇清洗产物24h,再用氯仿提取。用氦气保护除去大部分氧仿,将剩余的少量粘稠液体倒入甲醇中,取沉降物真空干燥即得3-己基取代聚噻吩。

参考文献
[1] 王爽. 聚烷基噻吩的合成与性能研究[D]. 北京:北京化工大学,2008.