[發(fā)明專利]基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子及其合成方法與在有機(jī)光電器件中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011605576.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112608333B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃飛;馬杉杉;張杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C07D519/00
• 分類號: C07D519/00;H01L51/46
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開一種基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子及其合成方法與在有機(jī)光電器件中的應(yīng)用。所述材料在可見光?近紅外區(qū)域具有較強(qiáng)的吸收。將DBTEh?4F、DBTEh?4Cl、DBTC8?4F、DBTC8?4Cl小分子分別作為電子受體與PBDB?T為給體共混用于有機(jī)太陽電池活性層中，所制備的器件表現(xiàn)出較高的光電轉(zhuǎn)化效率。這些小分子受體合成簡單，在大面積低成本有機(jī)太陽電池領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)光電材料領(lǐng)域，具體涉及一類基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子及其合成方法與在有機(jī)光電器件中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著社會的迅速發(fā)展，人類對于能源的需求量也日益增加。目前能量供應(yīng)主要來自于煤、石油、天然氣等化石能源，但是這類能源存量有限，并且大量使用造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，與國家節(jié)能減排的政策方針不符。為了解決這一問題，科學(xué)家們漸漸把目光投向了太陽能這一新型綠色可再生能源。太陽能已經(jīng)成為目前世界上可以開發(fā)利用的最大能源，它被評價為取之不盡用之不竭的可再生資源，同時也是一種清潔、對環(huán)境友好的新型能源。有機(jī)/聚合物太陽電池與無機(jī)太陽電池相比較具有眾多優(yōu)勢，比如，質(zhì)量輕薄，具有柔性，可大面積溶液加工，成本低廉等，因此受到了研究者的廣泛關(guān)注。

近年來有機(jī)太陽電池經(jīng)歷了一個飛速發(fā)展的階段，材料體系和器件工藝上都有了創(chuàng)新性突破，基于富勒烯衍生物受體型的單節(jié)太陽電池的器件效率已經(jīng)超過11％。但是富勒烯衍生物自身存在的可見光區(qū)吸光弱、能級調(diào)控范圍窄、光化學(xué)不穩(wěn)定、形貌穩(wěn)定性差等缺點，使得科學(xué)家不得不尋找替代它們的受體材料。非富勒烯稠環(huán)小分子受體因為其寬的吸收光譜，可以調(diào)控的電子能級等優(yōu)點受到了廣泛的關(guān)注和研究。目前基于Y6的小分子受體效率已經(jīng)超過18％，但是這類稠環(huán)材料合成成本較高，不適合大面積商業(yè)化應(yīng)用。而非稠環(huán)非富勒烯受體，在吸收和能級上與稠環(huán)非富勒烯受體優(yōu)勢相當(dāng)，此外這類分子合成簡單，成本低廉，并且還有較優(yōu)的穩(wěn)定性，在未來商業(yè)化應(yīng)用上具有廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計并合成基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子并用于有機(jī)光電器件中。

本發(fā)明基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子，其特征在于：述說共軛小分子具有以下結(jié)構(gòu)通式：

其中，R₁為烷基鏈；Ar₁、Ar₂為相同或者不同共軛芳香稠環(huán)及衍生物單元；A₁、A₂為相同或者不同吸電子單元。

進(jìn)一步說明，所述的基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子，其特征在于：所述的R₁、為C₁～C₆₀的直鏈、支鏈或者環(huán)狀烷基鏈，其中一個或多個碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基、羥基、氨基、羰基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、甲氧基、硝基取代；或者所述直鏈、支鏈或者環(huán)狀烷基鏈中的氫原子被鹵原子或上述官能團(tuán)取代。

進(jìn)一步說明，基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子，其特征在于：所述的Ar₁和Ar₂單元分別選自如下結(jié)構(gòu)中的任一種：

其中，R₂、R₃為氫原子、鹵原子或者R₂、R₃為選自C₁～C₆₀的烷基鏈或烷基上一個或多個碳原子被氧原子、硫原子、烯基、炔基、芳基或酯基、羥基、氨基、季銨鹽、磷酸根、磷酸酯基、磺酸根、羧基中的一種以上官能團(tuán)取代；或者所述直鏈、支鏈或者環(huán)狀烷基鏈中的氫原子被鹵原子或上述官能團(tuán)取代。

進(jìn)一步說明，基于雙噻二唑咔唑衍生物小分子，其特征在于：所述的A₁和A₂單元分別選自如下結(jié)構(gòu)中的任一種：