本发明属于化学。
背景技术：
1、有机太阳能电池活性层作为有机太阳能电池器件结构中最重要的一个组成部分，由给体和受体材料组成，其中聚合物给体材料通常是d-a共聚物和三元共聚物。目前，pm6和pbq10是最常用的d-a共聚物也可称作交替聚合物给体材料，它们具有周期性的分子序列从而具有较高的结晶度和强分子间堆积(①zhang,m.,guo,x.,ma,w.,et al,a large-bandgap conjugated polymer for versatile photovoltaic applications with highperformance[j].advanced materials,27(31):4655-60,2015.②sun,c.,pan,f.,qiu,b.,et al,d–a copolymer donor based on bithienyl benzodithiophene d-unit andmonoalkoxy bifluoroquinoxaline a-unit for high-performance polymer solarcells[j].chemistry of materials,32(7):3254-3261,2020.)。研究表明，三元共聚是一种低成本的制备高性能新型聚合物给体材料的策略(③yang,t.,liao,c.,duan,y.,et al,tradeoff between intermolecular interaction and backbone disorder by highmolecular dipole block for improving blend morphology of polymer solar cells[j].advanced functional materials,,32(51):2208950,2022.④lu,j..wu,j..huang,b.,et al,non-covalent intramolecular interactions induced high-performanceterpolymer donors[j].advanced functional materials,34(13):2312545,2023.)。第三单体的多样性能够扩展聚合物给体的种类，并且通过精确调控第三单体的含量，能够获得与非富勒烯受体匹配度更好的给体聚合物。然而，尽管d-a共聚物和三元共聚物在oscs中展现出巨大潜力，它们的局限性也逐渐显现(⑤wu,j.,li,g.,fang,j.,et al,randomterpolymer based on thiophene-thiazolothiazole unit enabling efficient non-fullerene organic solar cells[j].nature communications,11,4612,2020.⑥deng,x.；huang,b.,fang,y.,et al,high-performance terpolymers with well-definedstructures facilitate pce over 19％for polymer solar cells[j].advancedfunctional materials,34(24):2315476,2024)。首先，基于pm6和pbq10的器件效率对分子量的变化非常敏感，这限制了它们的商业化应用。其次，第三单体的随机分布可能不利于器件效率的持续提升，会影响活性层的微观形貌和电荷分离效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现在活性层材料设计中存在的问题，提出一种高性能四元聚合给体拓宽有机太阳能电池的分子结构设计种类以及提高器件性能。
2、四元共聚不仅可以拓宽聚合物给体材料的种类，并且通过精确调控单体比例可以制备与非富勒烯受体更高匹配度的给体聚合物。在本发明中，通过引入另外两种单元制备了d1-a1-d2-a2型四元聚合物给体h4，相比较于pm6和三元共聚物h14具有更高的器件效率。这一结果，表明四元共聚对于给体材料的设计具有重要意义，既能简单便捷的方式能够获得高效的聚合物材料。
3、本发明是通过以下技术方案实现的。
4、本发明所述的一种有机太阳能电池器件四元聚合物给体，具有如下基本单元结构：
5、
6、其中，d1、d2为给体基团，d1为(4,8-双(5-(2-乙基己基)-4-氟噻吩基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩基)双(三甲基锡基)(简称f-bdt)：
7、
8、d2为(5,5'-(2,6-双(三甲基锡烷基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-4,8-二基)双(噻吩-5,2-二基))双(三丙基硅烷)(简称si-bdt)：
9、
10、a1为受体基团，1,3-双(5-溴噻吩基)-5,7-双(2-乙基己基)苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮(简称2br-bdd)：
11、
12、a2为受体基团，5,8-双(5-溴噻吩-2-基)-6,7-二氟-2-((2-己基癸基)氧)喹喔啉(简称dfq)：
13、
14、本发明所述的一种有机太阳能电池器件四元聚合物给体的制备方法，包括以下步骤：将给体基团d1，d2与受体基团a1，a2按聚合物的单体比例0.9：0.9：0.1：0.1加入到反应瓶中，用氩气冲洗反应容器15-20min，加入催化剂后，再次用氩气冲洗15-20min，将反应产物115℃加热回流24h，停止反应，将反应溶液打入甲醇中沉降，抽滤，然后分别用正己烷、丙酮、氯仿抽提，最后的抽提溶液用旋转蒸发仪旋干，再次在甲醇中沉降，抽滤，得到聚合物给体h4。
15、其中，所述给体基团d1，d2分别为f-bdt和si-bdt与受体基团a1，a2分别为2br-bdd和dfq；催化剂为pd(pph3)4。
16、本发明所述的一种有机太阳能电池器件四元聚合物给体在有机太阳能器件中的应用。
17、将得到的聚合物给体与受体l8-bo(非富勒烯小分子有机物)以1:1.2的比例溶于1,2,4-三甲苯溶液中，作为有机太阳能器件的活性层。在干净的ito玻璃片上旋涂zno后再旋涂活性层，最后蒸镀上三氧化钼和银。所述活性层浓度为7.3mg/ml，旋涂的转速为2000r/min。
18、本发明通过四元共聚的方式可以在现有二元聚合物材料的基础上，获得更多种类的四元共聚物，是一种简单有效的制备高性能聚合物给体的方式。
19、本发明在常规的二元d-a共聚基础上，将四种给(受)体基团进行stille偶联聚合，制备了四元共聚物，从而降低分子设计难度，获得性能更加优异的四元共聚物。实验证明，四元聚合物给体材料的分子结构设计优化了其分子间堆叠，减少了二面角偏转，能显著提高器件性能，调节分子平整度，优化活性层形貌，效率也达到了18.13％。
20、本发明的有益效果如下：通过调节引入聚合物的给受体基团，有效调控了聚合物给体的结构。器件的voc为0.828v，jsc为27.79macm-2，填充因子(ff)为78.78，功率转换效率为18.13％，具备很强的可行性。
1.一种有机太阳能电池器件四元聚合物给体，其特征是具有如下基本单元结构：
2.权利要求1所述的一种有机太阳能电池器件四元聚合物给体的制备方法，其特征是包括以下步骤：将给体基团d1、d2与受体基团a1、a2按聚合物的单体比例0.9：0.9：0.1：0.1加入到反应瓶中，用氩气冲洗反应容器15-20min，加入催化剂后，再次用氩气冲洗15-20min，将反应产物115℃加热回流24h，停止反应，将反应溶液打入甲醇中沉降，抽滤，然后分别用正己烷、丙酮、氯仿抽提，最后的抽提溶液用旋转蒸发仪旋干，再次在甲醇中沉降，抽滤，得到聚合物给体h4；
3.权利要求1所述的一种有机太阳能电池器件四元聚合物给体在有机太阳能器件中的应用：将得到的聚合物给体与受体l8-bo以1:1.2的比例溶于1,2,4-三甲苯溶液中，作为有机太阳能器件的活性层；在干净的ito玻璃片上旋涂zno后再旋涂活性层，最后蒸镀上三氧化钼和银；所述活性层浓度为7.3mg/ml，旋涂的转速为2000r/min。
