[發明專利]一種二苯基膦芳香萘胺半導體材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310395950.4
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103450257A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 藍碧健
• 申請（專利權）人: 太倉碧奇新材料研發有限公司
• 主分類號: C07F9/50
• 分類號: C07F9/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于半導體材料技術領域，具體涉及二苯基膦芳香萘胺半導體材料及其制備方法。

背景技術

由于無機太陽能電池原料成本高，生產工藝復雜和窄帶隙半導體的嚴重光腐蝕使太陽能發電不能大面積推廣。要使太陽能發電得到大規模應用，就必須降低成本。有機半導體材料是最為廉價和最有發展潛力的太陽能電池材料，其優勢表現為：一方面，由于有機材料合成成本低，功能和結構易于調制，柔韌性及成膜性都較好；另一方面，由于有機太陽能電池加工過程相對簡單，可低溫操作，器件制作成本也隨之降低。除此之外，有機太陽能電池的潛在優勢還包括：可實現大面積制造、可使用柔性襯底、環境友好、輕便易攜等，有望應用在手表、便攜式計算器、玩具、柔性可卷曲系統等體系中為其提供電能。

有機小分子太陽能電池材料都具有一定的平面結構，能形成自組裝的多晶膜。這種有序排列的分子薄膜使有機太陽能電池的遷移率大大提高。常見的有機小分子太陽能材料有并五苯、酞菁、亞酞菁、卟啉、菁、苝和C₆₀等。并五苯是五個苯環并列形成的稠環化合物，是制備聚合物薄膜太陽能電池最有前途的備用材料之一。酞菁具有良好的熱穩定性及化學穩定性，是典型的p型有機半導體，具有離域的平面大π鍵，在600～800nm的光譜區域內有較大吸收。

本發明以二苯基膦與芳香萘胺結合，是一種p型半導體功能材料，其優點如下：（1）由于P、N元素的存在，在太陽光照射下，電子與空穴更容易分離，即光電轉換效率高。（2）由于P元素的存在，對太陽光的吸收波長范圍變寬，即太陽光的利用率高。（3）本發明制備的材料是一種磷光材料，在光照下更穩定，使用壽命長。

發明內容

本發明的目的在于提出一類二苯基膦芳香萘胺半導體材料及其制備方法。

本發明提出的二苯基膦芳香萘胺半導體材料，在結構上含有二苯基膦，以及芳香萘胺，其結構式如下所示：

其中R為甲基、乙基、正丙基、正丁基、苯基之一種。

本發明特別提出以下幾種半導體材料：

（1）中文名稱：N-(4-(二苯基膦基)苯基)-N-甲基萘基-1-胺

英文名稱：N-(4-(diphenylphosphino)phenyl)-N-methylnaphthalen-1-amine

分子式為C₂₉H₂₄NP，化學結構式如下：

（2）中文名稱：N-(4-(二苯基膦基)苯基)-N-乙基萘基-1-胺

英文名稱：N-(4-(diphenylphosphino)phenyl)-N-ethylnaphthalen-1-amine

分子式為C₃₀H₂₆NP，化學結構式如下：

（3）中文名稱：N-(4-(二苯基膦基)苯基)-N-正丙基萘基-1-胺

英文名稱：N-(4-(diphenylphosphino)phenyl)-N-propylnaphthalen-1-amine

分子式為C₃₁H₂₈NP，化學結構式如下：

（4）中文名稱：N-(4-(二苯基膦基)苯基)-N-正丁基萘基-1-胺

英文名稱：N-butyl-N-(4-(diphenylphosphino)phenyl)naphthalen-1-amine

分子式為C₃₂H₃₀NP，化學結構式如下：

（5）中文名稱：N-(4-(二苯基膦基)苯基)-N-苯基萘基-1-胺

英文名稱：N-(4-(diphenylphosphino)phenyl)-N-phenylnaphthalen-1-amine

分子式為C₃₄H₂₆NP，化學結構式如下：

本發明還提出了該類半導體材料的制備方法，該材料由(4-碘苯基)二苯基膦、取代萘胺、碳酸鈉、CuCl以及還原銅粉為起始原料，通過一步法制備獲得，反應方程式如下：

具體步驟如下：