[發明專利]一類卟啉有機小分子光伏材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201710481630.9
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107344948A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 彭小彬;賴天奇;肖練鋼;張琳;陳學彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07D519/00
• 分類號: C07D519/00;H01L51/46
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 陳智英

1.一類卟啉有機小分子光伏材料，其特征在于：具有式Ⅰ的結構：

其中：A為取代或未取代的芳香環共軛橋；B為端基染料基團；M為金屬離子或氫；Ar為氫、烷基、烷氧基、取代或未取代的芳香基團。

2.根據權利要求1所述卟啉有機小分子光伏材料，其特征在于：所述Ar為氫，烷基，烷氧基，取代或未取代的由碳氫構成的芳香環，取代或未取代的由碳氫氧構成的芳香雜環，取代或未取代的由碳氮氧氫構成的芳香雜環，取代或未取代的由碳硫氫原子構成的芳香雜環，取代或未取代的由碳硅氫原子構成的芳香雜環，取代或未取代的由碳氮硫氫構成的芳香雜環，取代或未取代的由碳硅硫氫構成的芳香雜環，取代或未取代的由碳硅硫氫構成的芳香雜環，取代或未取代的碳氫硒構成的芳香雜環中的一種以上；

所述取代的芳香基團中取代基團為烷基、氟代烷基、烷氧基、酯基、羰基中的一種以上。

3.根據權利要求2所述卟啉有機小分子光伏材料，其特征在于：所述Ar為結構式1～12中的一種：

其中，R₁和R₂相同或不同，為含碳數為0-20的烷基或烷氧基，碳數為0時，R₁和R₂為氫、OH。

4.根據權利要求1所述卟啉有機小分子光伏材料，其特征在于：所述A為取代或未取代的，碳氫構成的芳香環、碳氮氫構成的芳香雜環、碳氮氧氫構成的芳香雜環、碳氫氧構成的芳香雜環、碳硫氫構成的芳香雜環、碳氮氧硫氫構成的芳香雜環、碳硅氫構成的芳香雜環、碳氮硫氫構成的芳香雜環、碳氫硒構成的芳香雜環和碳硅硫氫構成的芳香雜環中的一種以上基團構成的共軛僑，構造共軛僑的基本單元數為0、1、2、3或4；

所述取代的芳香環共軛僑中取代基團為烷基、氟代烷基、烷氧基、酯基、羰基中的一種以上。

5.根據權利要求4所述卟啉有機小分子光伏材料，其特征在于：所述A為結構式13～26中的一種：

其中，同一結構中R相同或不同，R為含碳數為0-20的烷基或烷氧基，碳數為0時，R為氫、OH。

6.根據權利要求1所述卟啉有機小分子光伏材料，其特征在于：

所述M為金屬離子時，金屬離子為鋅離子、銅離子、鎂離子或鎳離子；所述B為結構式27～44中的一種：

其中，R₁和R₂相同或不同，為含碳數為0-20的烷基或烷氧基，碳數為0時，R₁和R₂為氫、OH。

7.根據權利要求1～6任一項所述卟啉有機小分子光伏材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

采用Sonogashira偶聯反應制備：在惰性氣體氛圍下,以有機溶劑為反應介質，通過催化體系，將雙乙炔基卟啉與溴化物進行加熱反應，后續處理，得到卟啉有機小分子光伏材料；

所述雙乙炔基卟啉的結構為所述溴化物的結構為Br-B；

雙乙炔基卟啉的結構中的M、Ar、A與卟啉有機小分子光伏材料的化學結構式Ⅰ中M、Ar、A相同；所述溴化物結構中B與卟啉有機小分子光伏材料的化學結構式Ⅰ中B相同。

8.根據權利要求7所述卟啉有機小分子光伏材料的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑為甲苯和三乙胺的混合物或四氫呋喃和三乙胺的混合物，所述催化體系為四(三苯基磷)合鈀和碘化亞銅；

所述加熱反應的溫度為60～80℃，反應的時間為48～72小時；

所述溴化物的摩爾量為雙乙炔基卟啉的摩爾量的3～6倍，所述催化體系中四(三苯基磷)合鈀的摩爾量為雙乙炔基卟啉摩爾量的10～12％，所述碘化亞銅為雙乙炔基卟啉摩爾量的10～12％。

9.根據權利要求7所述卟啉有機小分子光伏材料的制備方法，其特征在于：所述后續處理是指將反應液冷卻，水洗，萃取，旋干，然后通過硅膠柱層析和凝膠柱純化，旋干，真空干燥；

所述萃取是指用氯仿、二氯甲烷或氯苯進行萃取。

10.根據權利要求1～6任一項所述卟啉有機小分子光伏材料的應用，其特征在于：所述卟啉有機小分子光伏材料用于制備太陽能電池。