[發明專利]一種基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料及其制備與應用

有效

• 申請號: 201811159247.2
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109369686B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 朱旭輝;羅豆;曹鏞
• 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

本發明屬于有機半導體材料的技術領域，公開了一種基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料及其制備與應用。本發明的基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料，其結構為A₂?π?A₁?π?A₂，A₁為吸電子單元，其結構如下所示，其中R為碳數為1～12的烷基鏈或者烷氧基鏈中的任意一種；Ar為吸電子單元；A₂為吸電子端基，π為含有噻吩結構的基團。本發明還公開了材料的制備方法。本發明的材料合成提純簡單，具有良好的溶解性、成膜性、薄膜形貌穩定性以及電子遷移率，并且該小分子受體材料與COi8DFIC具有良好的混溶性，在太陽能電池器件中，作為受體，具有重要的應用前景。

技術領域

本發明屬于有機半導體材料的技術領域，涉及有機半導體材料的制備方法，特別涉及一種基于噻吩并吡咯二酮A₂-π-A₁-π-A₂結構的小分子受體材料(有機小分子電子傳輸材料)及其制備方法與應用。

背景技術

有機半導體材料近年來在有機發光二極管(OLED_S)、有機薄膜晶體管(OFET_S)、有機薄膜太陽能電池(OPV_S)等領域發展迅速，具有重要的應用前景。富勒烯(fullerenes)作為電子受體，廣泛地應用于OPV器件研究，但其難以修飾。常見富勒烯衍生物PC₆₁BM及PC₇₁BM在可見光區吸收較弱。而非富勒烯受體材料，具有結構多樣，可在可見光、近紅外區域強吸收等特點，有利于提高OPV器件光電轉化效率以及穩定性，從而成為OPV領域的研發熱點。

噻吩并吡咯二酮作為強吸電子單元，可制備具有優良電子傳輸能力的有機光電材料。當前高效非富勒烯受體材料主要基于IDT(茚并二噻吩)，端基為苯并茚酮的窄帶系受體材料。而基于中等帶隙的高效小分子受體材料報道甚少，這會影響活性層材料在400-600nm處的吸收，從而影響器件的光生電流。因此設計制備中等帶隙、高遷移率、高性能有機小分子受體材料具有重要的意義。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料。本發明的小分子受體材料具有A₂-π-A₁-π-A₂結構。本發明的小分子受體材料遷移率高、合成提純較簡單，同時具有良好的溶解性。

本發明的目的之二在于提供上述基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料的應用。所述基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料在太陽能電池等光電器件中的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

基于噻吩并吡咯二酮型小分子受體材料，其結構為A₂-π-A₁-π-A₂，A₁為吸電子單元，吸電子單元A₁＝

其中R為碳數為1～12的烷基鏈或者烷氧基鏈中的任意一種；

所述的Ar具有以下吸電子單元結構中的任意一種：

其中R₁為碳數為1～12的烷基鏈或者烷氧基鏈中的任意一種；

吸電子端基A₂具有以下任意一種結構：

其中R₁為碳數為1～12的烷基鏈或者烷氧基鏈中的任意一種；

π橋具有以下任意一種結構：