[發明專利]噻吩并噻吩醌型有機光電材料、其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010197141.9
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN102276801A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 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: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09K11/06;H01L51/00;H01S5/36
• 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，具體涉及一種噻吩并噻吩醌型有機光電材料、其制備方法和應用。

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。

為充分利用太陽光照射的能量，人們不斷開發出能夠吸收太陽光的新型材料，其中無機半導體材料獲得較為廣泛的發展和應用，例如目前用于地面的硅晶電池，然而由于其生產工藝復雜、成本高，使其應用受到限制。為了降低成本，拓展應用范圍，長期以來人們一直在尋找新型的替代的有機光電材料。

近年來，越來越多的研究集中在有機太陽能電池等光電器件上應用的有機光電材料。有機太陽能電池是一種新型的太陽能電池，有機太陽能電池將太陽光能轉化成電能，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、光電轉換效率高的噻吩并噻吩醌型有機光電材料，以及一種合成路線簡單、成本低的噻吩并噻吩醌型有機半導體材料制造方法。

本發明實施例還提供上述噻吩并噻吩醌型有機光電材料在太陽能電池器件、有機場效應晶體管、有機電致發光器件、有機光存儲器件或有機激光器件中的應用。

一種噻吩并噻吩醌型有機光電材料，其具有如下所示的結構式：

式中：R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆選自H、C₁-C₂₀的烷基或C₁-C₂₀烷氧基；m、n為0-10的整數。

一種噻吩并噻吩醌型有機光電材料制備方法，其包括如下步驟：

選取如下結構式表示的化合物A、B、C，

式中：R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆選自H、C₁-C₂₀的烷基或C₁-C₂₀烷氧基；m、n為0-10的整數；

將化合物C與烷基鋰溶解于有機溶劑中，再加入三烷基氯化錫，攪拌反應生成烷基錫取代的化合物C，然后在催化劑和有機溶劑的條件下，選取化合物A、B與烷基錫取代的化合物C進行Stille耦合反應，再將Stille耦合反應產物與溴化劑進行溴化取代反應，生成二溴產物；或者將化合物C與溴化劑進行溴化取代反應，生成二溴產物，其中，Stille耦合反應產物或化合物C兩者的溴化取代反應通式如下所示：

在催化劑、縮合劑和有機溶劑的條件下，將二溴產物與丙二腈進行縮合反應，獲得如下結構式(I)表示的噻吩并噻吩醌型有機光電材料：

以及，上述噻吩并噻吩醌型有機光電材料在太陽能電池器件、有機場效應晶體管、有機電致發光器件、有機光存儲器件或有機激光器件中的應用。