[發明專利]含稠環噻吩有機光電材料、其制造方法和應用

無效

• 申請號: 201010121114.3
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN102191037A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 周明杰;黃杰;劉輝
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D495/04;H01L51/46;H01L51/54;H01L51/30;G02F1/361
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 彭年才

技術領域

本發明屬于有機材料技術領域，具體涉及一種含稠環噻吩有機光電材料、其制造方法及其應用。

背景技術

當今世界經濟主要是建立在以化石能源，如煤炭、石油和天然氣等基礎之上的經濟。然而，這些不可再生的化石能源都在不斷的枯竭。進入21世紀以來，全球性的能源問題以及隨之而來的環境污染和氣候變暖等問題日益凸現和逐漸加劇。由于太陽能具有分布普遍和廣闊，資源數量多，無污染，清潔，安全以及獲取方便等突出優點，被認為是最有希望的可再生能源之一。太陽能電池直接把太陽光能轉化成電能，是利用太陽能切實可行的有效方法。然而，目前商品化的太陽能電池還局限于硅基等無機太陽能電池，但它們的價格過于昂貴，超出了目前人們普遍可以接受的程度，這大大限制了它們的使用范圍。為了降低電池成本，拓展應用范圍，長期以來，人們一直在尋找新型的太陽能電池材料。

有機太陽能電池是一種新型的太陽能電池，相對于無機半導體材料來源有限、價格昂貴、有毒、制備工藝復雜、成本太高等而言，它具有無機太陽能電池無法比擬的一些優點，如材料來源廣泛、結構多樣性和可調控性、成本低廉、安全環保、制作工藝簡單、產品重量輕、可大面積柔性制備等等，可以廣泛應用在建筑、照明和發電等多種領域，具有重要的發展和應用前景。因此，國內外眾多的研究機構和企業等都給予了相當的關注和投入。然而，到目前為止，有機太陽能電池的光電轉換效率比無機太陽能電池還是要低很多。因此，開發新型的有機光電材料對于提高有機太陽能電池及其它半導體器件的效率具有重要意義。

發明內容

有鑒于此，提供一種光譜響應寬、穩定性好的含稠環噻吩有機光電材料，以及一種合成路線簡單、成本低的含稠環噻吩有機光電材料制造方法。

本發明實施例還提供上述含稠環噻吩有機光電材料在制造太陽能電池器件、有機場效應晶體管、有機電致發光器件、有機光存儲器件、有機非線性材料或有機激光器件中的應用。

一種含稠環噻吩有機光電材料，其包含以下結構式(1)表示的化合物：

式中：R₁、R₂、R₃、R₄是相同或不同的表示為H或C₁-C₂₀的烷基；m、n是相同或不同的表示為0-10之間的整數。

一種含稠環噻吩有機光電材料制造方法，其包括如下步驟：

分別提供如下結構式表示的化合物A、B、C以及丙二腈，

式中：R₁、R₂、R₃、R₄是相同或不同的表示為H或C₁-C₂₀的烷基；m、n是相同或不同的表示為0-10之間的整數，An為C₁-C₄的烷基；

在催化劑和溶劑的條件下，將化合物A和B分別與丙二腈進行縮合反應或者將化合物A和B與化合物C進行Stille耦合反應；

在催化劑和溶劑的條件下，將縮合反應的產物與化合物C進行Stille耦合反應或者將Stille耦合反應的產物與丙二腈進行縮合反應，獲得如下結構式(1)表示的化合物：

以及，上述含稠環噻吩有機光電材料在制造太陽能電池器件、有機場效應晶體管、有機電致發光器件、有機光存儲器件、有機非線性材料或有機激光器件中的應用。

在上述含稠環噻吩有機光電材料中，其具有多個噻吩環結構，由于噻吩環是五元環結構，符合休克兒規則，具有適中的能帶隙，較寬的光譜響應，較好的熱穩定性和環境穩定性。而且，由于上述含稠環噻吩有機光電材料中具有兩對氰基，氰基為吸電子基團，可加寬材料的光譜響應范圍，并且還可提高材料的光電性能。更進一步，材料中的稠環噻吩單元比單噻吩具有更大的共軛性和共平面性，能增加它們的共軛長度和分子的共平面性，有利于電子的流動和離域程度，可以使它們的吸收波長向長波方向移動，能更好地與太陽光的發射光譜匹配。在上述含稠環噻吩有機光電材料制造方法中，采用較簡單的合成路線，從而降低制造成本。上述含稠環噻吩有機光電材料應用于太陽能電池器件、有機場效應晶體管、有機電致發光器件、有機光存儲器件、有機非線性材料或有機激光器件中時，可提高其光電或半導體相關性能，并能減輕器件的質量，且便于大批量的制備。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明實施例的含稠環噻吩有機光電材料制造方法流程圖；