[發(fā)明專(zhuān)利]一種非對(duì)稱(chēng)非富勒烯化合物及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011237703.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112552489A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李剛;曾樂(lè)嬌;劉燾;羅正輝;崔官偉;唐波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G61/12
• 分類(lèi)號(hào): C08G61/12;H01L51/48;H01L51/46
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本公開(kāi)屬于有機(jī)化合物合成及有機(jī)太陽(yáng)能電池器件制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非對(duì)稱(chēng)非富勒烯化合物及其制備方法與應(yīng)用。所述非對(duì)稱(chēng)非富勒烯化合物通式如下所示，

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)屬于有機(jī)化合物合成及有機(jī)太陽(yáng)能電池器件制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非對(duì)稱(chēng)非富勒烯化合物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

這里的陳述僅提供與本公開(kāi)有關(guān)的背景信息，而不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

對(duì)可再生能源日益增長(zhǎng)的需求導(dǎo)致了光伏技術(shù)的迅速發(fā)展，而太陽(yáng)能是目前最大的碳中性能源，也是發(fā)展最快的可再生能源和清潔能源。在眾多的電池技術(shù)中，聚合物太陽(yáng)能電池(OPVs)以地球上豐富的無(wú)毒材料為基礎(chǔ)，具有較短的能源回收時(shí)間和降低能源均一化成本的巨大潛力。此外，OPVs技術(shù)具有靈活可變性，它可以在低溫條件下使用高通量工藝制造，有望應(yīng)用于下一代第三代光伏技術(shù)。傳統(tǒng)上有機(jī)光伏給體材料主要是共軛聚合物或受體材料主要為富勒烯及其衍生物或非富勒烯電子受體。人們發(fā)現(xiàn)富勒烯具有不同尋常的特性，例如，富勒烯具有很強(qiáng)的吸電子能力和很高的電子遷移率；富勒烯具有三維電子輸運(yùn)特性和形成良好的共混形態(tài)以平衡電荷的產(chǎn)生和輸運(yùn)的能力。盡管富勒烯具有這些優(yōu)異的特性，但它也有很大的缺陷。例如，富勒烯對(duì)可見(jiàn)光吸收能力不強(qiáng)；對(duì)富勒烯的主干主體部分進(jìn)行化學(xué)修飾比較困難，導(dǎo)致了較低的結(jié)構(gòu)靈活性和較高的光電性能調(diào)整難度，這不僅增加了合成的復(fù)雜性也降低了富勒烯獲得聚合物給體互補(bǔ)光的可能性，而且當(dāng)富勒烯材料被制成器件時(shí)，其原始膜和混合膜在空氣中的光穩(wěn)定性能都很差。因此非富勒烯受體材料應(yīng)運(yùn)而生。

自從現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)展了高效能的吸電子-給電子-吸電子(A-D-A)結(jié)構(gòu)的受體分子以來(lái)，全球掀起了非富勒烯的研究熱潮，新的A-D-A受體分子和新的聚合物給體不斷被不同的課題組合成出來(lái)，表征太陽(yáng)能電池最重要參數(shù)的光電轉(zhuǎn)化效率(PCE)也屢創(chuàng)新高。目前PCE已經(jīng)超過(guò)16％，很有大規(guī)模商業(yè)化的前景。但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前電池的穩(wěn)定性效率，在100小時(shí)熱老化或光老化后，一般在12％以下，相對(duì)較低，電池的穩(wěn)定性是OPV能否大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能電池穩(wěn)定性差，非富勒烯化合物能效較差的問(wèn)題。

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供式1所示化合物，

其中，D1是

中的一種，

其中，Y₁選自烷基，中的一種；Y₂選自S或Se，Y₃選自中的一種；

D2是

中的一種，

其中，Y₄選自O(shè)、N-R₁，S、Se中的一種，Y5選自S、Se、Te、N-R、R1-C-R2，R1-Ge-R2,R1-Si-R2中的一種，Y6或Y7選自中的一種，

Y8選自烷基，中的一種，

Y9選自烷基，中的一種。

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供式2所示化合物，

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供式3所示化合物，

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供式4所示化合物，

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供式2化合物的制備方法，包括如下反應(yīng)，

本公開(kāi)一個(gè)或一些實(shí)施方式中，提供式3化合物的制備方法，包括如下反應(yīng)，