[發(fā)明專利]基于蒽-噻吩并[3,4-b]噻吩的化合物及其在有機(jī)電子器件的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110365629.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN113307819A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州追光科技有限公司
• 主分類號(hào): C07D519/00
• 分類號(hào): C07D519/00;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 佛山市恒瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44688
• 代理人: 史亮亮

本發(fā)明公開了一種基于蒽?噻吩并[3,4?b]噻吩類化合物，及其在有機(jī)電子器件中的應(yīng)用，特別是在有機(jī)光伏器件中的應(yīng)用。該類衍生物由蒽結(jié)構(gòu)單元、噻吩并[3,4?b]噻吩結(jié)構(gòu)單元、噻吩單元及吸電子基團(tuán)組成，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移使材料更好地吸收太陽光，提高光電轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明還公開了包含本發(fā)明基于蒽?噻吩并[3,4?b]噻吩類化合物的有機(jī)電子器件及其制備方法，特別是有機(jī)光伏器件，對(duì)有機(jī)光伏應(yīng)用提供了較好的材料和制備技術(shù)選項(xiàng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電材料與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一類基于蒽-噻吩并[3,4-b]噻吩的化合 物及其在有機(jī)光伏領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類社會(huì)面臨日益嚴(yán)峻的能源問題和環(huán)境問 題。太陽能作為一種綠色可再生能源，具有總量大、分布廣等優(yōu)點(diǎn)，是未來能源發(fā)展的重要方向。全球?qū)W術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界對(duì)太陽能-電能轉(zhuǎn)化的材料、器件及能量損失等技術(shù)問 題展開了大量的研究。

傳統(tǒng)的太陽能電池技術(shù)使用硅等無機(jī)材料，這類電池雖然已經(jīng)商品化，但其生產(chǎn)工 藝復(fù)雜，成本高，不能柔性加工，且在原材料制作過程中會(huì)產(chǎn)生較多污染物。有機(jī)太陽能電池具有輕質(zhì)、柔性、材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣可調(diào)、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，受到全球廣泛關(guān) 注。早期有機(jī)太陽能器件使用真空蒸鍍方式制備，隨著基于聚合物本體異質(zhì)結(jié)(BHJ) 器件結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，溶液加工方式制備有機(jī)太陽能電池成為主流趨勢(shì)。聚合物具有良好的 成膜性，易于溶液加工，然而合成批次不同的聚合物其光電性能也會(huì)發(fā)生改變，器件結(jié) 果重現(xiàn)性無法得到保證。小分子結(jié)構(gòu)單一、易提純、遷移率高、能級(jí)帶隙更易調(diào)控，具 有十分重要的發(fā)展前景。

在有機(jī)太陽能電池材料研究中，設(shè)計(jì)合成窄帶隙聚合物是非常重要的研究熱點(diǎn)(Adv.Mater.,2015,27,4655；Joule,2019,3,1)，聚合物中給體(D)-受體(A)單體交 替可增強(qiáng)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，從而降低聚合物帶隙。而基于A-D-A型或D-A-D型以及其 它D-A交替主體的小分子給體材料，其能級(jí)及有效共軛長(zhǎng)度可調(diào)，從而形成更有優(yōu)勢(shì)的 分子堆積形態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種蒽-噻吩并[3,4-b]噻吩類化合物及其在電子器件中 的應(yīng)用。

具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種如通式(Ⅰ)所示的蒽-噻吩并[3,4-b]噻吩類化合物：

其中：

R101-R114可以相同或不同，是H、D，或者具有1至20個(gè)C原子的直鏈烷基、烷 氧基或硫代烷氧基，或者具有3至20個(gè)C原子的支鏈或環(huán)狀的烷基、烷氧基或硫代烷 氧基，或者是取代或無取代的甲硅烷基，或具有1至20個(gè)C原子的取代的酮基，或具 有2至20個(gè)C原子的烷氧基羰基，或具有7至20個(gè)C原子的芳氧基羰基，氰基(-CN)， 氨基甲酰基(-C(＝O)NH₂)，鹵甲酰基(-C(＝O)-X其中X代表鹵素原子),甲酰基(-C(＝O)-H)， 異氰基，異氰酸酯，硫氰酸酯或異硫氰酸酯，羥基，硝基，CF₃，Cl，Br，F(xiàn)，可交聯(lián)的 基團(tuán)，或者具有5至40個(gè)環(huán)原子的取代或未取代的芳族或雜芳族環(huán)系，或具有5至40 個(gè)環(huán)原子的芳氧基或雜芳氧基基團(tuán)，或這些體系的組合，其中一個(gè)或多個(gè)基團(tuán)可以彼此 和/或與所述基團(tuán)鍵合的環(huán)形成單環(huán)或多環(huán)的脂族或芳族環(huán)系。以上所述的各種基團(tuán)中 的一個(gè)或多個(gè)H還可進(jìn)一步被D所取代；

A為共軛吸電子基團(tuán)。

本發(fā)明還提供一種基于蒽-噻吩并[3,4-b]噻吩類化合物的應(yīng)用，作為有機(jī)太陽能電池 給體材料。

本發(fā)明還提供一種基于蒽-噻吩并[3,4-b]噻吩類化合物的應(yīng)用，將基于蒽-噻吩并 [3,4-b]噻吩類化合物材料與電子受體材料制成用于有機(jī)太陽能電池器件的光電轉(zhuǎn)換層。