[發(fā)明專利]基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料及其制備和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910001491.4
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109651292A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦天石;黃紅艷;張輝;劉有;馬濤濤;王俊淦;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07D279/22
• 分類號: C07D279/22;H01L51/50;H01L51/54;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

1.一類基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料具有以下通式(Ⅰ)結(jié)構(gòu)：

Ar表示芳基、雜環(huán)芳基中的苯、噻吩、萘、苯并噻吩一種或兩種，X為硫原子、氧原子、硒原子、碳原子中的一種，R₁、R₂分別是氫原子、直鏈烷基、支鏈烷基、直鏈烷氧基、支鏈烷氧基、酯基中的一種，或是直鏈烷氧基、支鏈烷氧基中的一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一類基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料，其特征在于所述的芳基或雜環(huán)芳基為苯、噻吩、萘、苯并噻吩或并噻吩一種或兩種，具體是以下結(jié)構(gòu)式(2)～(6)的一種或兩種：

。

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的一類基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，包括以下合成步驟：

合成步驟(II)中，II-1所示的螺芳基單元的四溴化合物，在有機溶劑中，同時在鈀催化劑、配體和堿溶液的作用下，與通式II-2所示的氮雜環(huán)化合物混合，在加熱的條件下，經(jīng)Buchwald或者Ullmann偶聯(lián)反應(yīng)，得到通式(I)所表示的基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料粗產(chǎn)物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑為甲苯、鄰二甲苯、氯苯、鄰二氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六環(huán)或二甲亞砜；所述的堿為碳酸鉀、碳酸鈉、叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、碳酸銫、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀；所述的鈀催化劑為四(三苯基膦)鈀、醋酸鈀、雙(三苯基膦)二氯化鈀、三(二亞芐基丙酮)二鈀和三(鄰甲苯基)膦或碘化亞銅，所述的配體為三叔丁基膦四氟硼酸鹽酸鹽、L-脯氨酸或2-二環(huán)己基膦-2',6'-二甲氧基聯(lián)苯。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料的制備及純化方法，其特征在于，所述基于螺芳基單元的共軛小分子粗產(chǎn)物，純化方法為粗產(chǎn)物先經(jīng)柱色譜進行初步分離，再由高效液相色譜HPLC進一步純化，最終得到的固體粉末為目標產(chǎn)物共軛小分子半導(dǎo)體材料。

6.一種如權(quán)利要求1或2所述螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，其特征在于，以螺芳基單元共軛小分子半導(dǎo)體材料作為空穴傳輸材料HTM，應(yīng)用到有機太陽能電池、有機發(fā)光二極管和鈣鈦礦太陽能電池。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺芳基單元的共軛小分子半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池，以鈣鈦礦APbX3作為光吸收層，其中A是CH3NH3+、NH2CH＝NH2+、Cs+中一種或多種，X為I-、Br-、Cl-中一種或多種，制備的半透明鈣鈦礦太陽電池器件的層狀結(jié)構(gòu)自下而上的順序排列為:FTO—致密TiO2—介孔TiO2—APbX3—HTL—Au，器件均為常規(guī)溶液法制備，且為正式器件結(jié)構(gòu)。