[發明專利]苯并三氮唑氘代衍生物及其在有機電子器件的應用

有效

• 申請號: 202110346304.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113072563B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 張曲;楊曦
• 申請（專利權）人: 廣州追光科技有限公司
• 主分類號: C07D495/22
• 分類號: C07D495/22;C08G61/12;H01L51/00;H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 佛山市恒瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 44688
• 代理人: 史亮亮

本發明公開了一種苯并三氮唑氘代衍生物，及其在有機電子器件的應用，特別是在有機太陽能電池中的應用。本發明還公開了包含有按照本發明的苯并三氮唑氘代衍生物的有機電子器件，特別是有機太陽能電池，及其在室內外供電中的應用。本發明還進一步公開了使用按照本發明的組合物制備的有機電子器件，及制備方法。通過器件結構優化，可達到較佳的器件性能，特別是可實現高性能的OPV器件，對工業物聯網小型供電設備提供了較好的材料和制備技術選項。

技術領域

本發明涉及有太陽能技術領域，特別是涉及一種苯并三氮唑氘代衍生物，混合物及組合物，及其在有機太陽能技術領域的應用。

背景技術

氣候變化可以說是人類目前面臨的最大挑戰之一，在電力生產中以可持續能源代替化石燃料成為了解決這一問題的有效方式。硅太陽能電池在全球范圍內的裝機容量正在迅速增加，但是新一代太陽能電池技術也有可能在不久的將來作為一種可持續技術成熟，從而有助于這一轉變。有機太陽能電池(Organic Solar Cells，OPV)由于其半透明、柔性可卷曲，輕質便于攜帶以及顏色和形狀可設計性，已經被深入研究多年并開始嘗試于市場應用。近幾年，隨著研究人員使用新型非富勒烯受體材料將實驗室電池效率提升到 15％以上，并且不斷改進大面積電池制備工藝，采用成熟薄膜技術的大面積有機太陽能電池競爭力正在逐步提高，但是從實驗室到制造工廠的挑戰，仍然是實現市場化的最大障礙。

對于目前OPV效率提升的開發，非富勒烯受體材料的改進已成為最有效的方法；大面積OPV生產過程中通常面臨的膜質變差引起的效率(PCE)下降，也可通過受體分子結構設計對活性層膜形態、分子排布以及光吸收能力進行調控來優化。

發明內容

本發明針對上述問題，通過巧妙的分子設計，在苯并三氮唑結構基礎上，合成了一系列具有合適HOMO/LUMO能級的A-D-A型受體材料，且具有很好的電子傳輸性能，配上其他基團設計的材料都具有非常大的光譜吸收范圍。通過質譜分析對它們的結構進行確認，并應用于有機電子器件。

具體技術方案如下：

本發明提供一種如通式(I)所示的苯并三氮唑氘代衍生物：

其中

R₀₀₁-R₀₀₅彼此相同或不同，各自獨立是H；D；F；Cl；Br；氰基(-CN)；三氟甲基 (-CF3)；取代或未取代具有1至30個C原子的直鏈烷基、烷氧基或硫代烷氧基；取代或未取代具有3至30個C原子的支鏈或環狀的烷基、烷氧基或硫代烷氧基；取代或未取代的烯基、炔基；取代或未取代的芳基；取代或未取代N、O和S中的任一個或更多個的雜芳基，或這些體系的組合，其中一個或多個基團可以彼此和/或與所述基團鍵合的環形成單環或多環的脂族或芳族環系。以上所述的各種基團中的一個或多個H還可進一步被D所取代。

并且，A1和A2中至少有一個是通式(I-a)-(I-h)和(I-j)所示結構中的一個，且至少有一個基團是氘代的：

其中，

R₁₀₁-R₁₃₂彼此相同或不同，各自獨立是H；D；F；Cl；Br；氰基(-CN)；三氟甲基 (-CF3)；取代或未取代具有1至30個C原子的直鏈烷基、烷氧基或硫代烷氧基；取代或未取代具有3至30個C原子的支鏈或環狀的烷基、烷氧基或硫代烷氧基；取代或未取代的烯基、炔基；取代或未取代的芳基；取代或未取代N、O和S中的任一個或更多個的雜芳基，或這些體系的組合，其中一個或多個基團可以彼此和/或與所述基團鍵合的環形成單環或多環的脂族或芳族環系。以上所述的各種基團中的一個或多個H還可進一步被D所取代。

虛線表示連接的單鍵。