[發明專利]一類苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有機電子器件的應用

在審

• 申請號: 202110810600.4
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113666953A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 胡光;吳孌慧;韓池;張開龍;胡偉偉;孔亞州;吳松;欒凱;羅建雄
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;H01L51/00;H01L51/46
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 馬海清

本發明公開了一類苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有機電子器件的應用，所述R1和R2獨立選自C6～C12烷基鏈，R3為氫、氟、氯、溴、碘或甲基中的任一種；一種如上所述的化合物在有機電子器件中的應用；一種有機電子器件，包含至少一種如上所述的化合物。一種苯并噻二唑硼氮衍生物，具有吸收波長位于長波長的紅外吸收，其吸收光譜表現為具有寬的吸收范圍，且具有高光電轉化效率；此類苯并噻二唑硼氮衍生物制備得到的有機太陽能電池元件具有高的光電轉化效率、及長的器件壽命；硼與氮具有相反的共振效應，相應的硼?氮稠環化合物可提高分子三重態能級，但不影響其堆積成膜，降低復合損失，有效提高電池效率。

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噻二唑硼氮衍生物，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。

由于有機半導體材料在合成上具有多樣性、制造成本相對較低，且具有優良的光學與電學性能，因此，由有機半導體材料制成的有機電子器件在太陽能技術領域應用方面具有很大的潛力。

目前有機太陽能電池效率提升的開發，非富勒烯受體材料的改進已成為最有效的方法?，F有的小分子受體材料，因其組分的三重態能級比分子電荷轉移態能級低太多，有大量三重態復合造成的非輻射損失，從而導致電池效率下降。傳統的方法是引入重原子或者構建扭曲的分子結構以提高其三重態能級，減少與電荷轉移態的能級差，但這樣的方法同時也會影響分子成膜堆積，降低載流子遷移率，進而降低器件效率。為此，我們提出了一類苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有機電子器件的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一類苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有機電子器件的應用，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能級的硼氮化合物受體材料，且具有很好的電子傳輸性能以及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?？梢杂行Ы鉀Q背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種如通式(I)所示的苯并噻二唑硼氮衍生物：

其中，

R1和R2獨立選自C1～C20的烷基；

X1和X2獨立的選自以下基團中的任意一種：

其中，

R3為氫、鹵素或C1～C5烷基。

進一步地，所述R1和R2獨立選自C6～C12烷基鏈。

優選地，所述R3為氫、氟、氯、溴、碘或甲基中的任一種。

一種如上所述的化合物在有機電子器件中的應用。

一種有機電子器件，包含至少一種如上所述的化合物。