專利名稱：一種含芴的有機半導體材料及其制備方法和應用的制作方法
一種含芴的有機半導體材料及其制備方法和應用
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機半導體材料，尤其涉及一種含芴的有機半導體材料及其制備方法，以及該有機半導體材料應用在有機太陽能電池器件。
背景技術：
高效率太陽能電池通常是以無機半導體為原料，但目前市場上主要的硅晶太陽能電池由于生產過程工藝復雜，污染嚴重，耗能大，成本高，抑制了其商業(yè)化應用的發(fā)展。因此利用廉價材料制備低成本、高效能的太陽能電池一直是光伏領域的研究熱點和難點。而有機半導體材料一方面由于有機材料的環(huán)境穩(wěn)定性好、制備成本低、功能易于調制、柔韌性及成膜性都較好；另一方面由于有機太陽能電池加工過程相對簡單，可低溫操作，器件制作成本也較低等優(yōu)點而備受關注，成為廉價和有吸引力的太陽能電池材料。除此之外，有機太陽能電池的潛在優(yōu)勢還包括可實現(xiàn)大面積制造、可使用柔性襯底、環(huán)境友好、輕便易攜等。雖然有機太陽能電池得到了較快的發(fā)展，但是仍比無機太陽能電池的轉換效率低得多，限制其性能提高的主要制約因素有有機半導體器件相對較低的載流子遷移率，器件的光譜響應與太陽輻射光譜不匹配，高光子通量的紅光區(qū)沒有被有效利用以及載流子的電極收集效率低等。為了使有機太陽能電池得到實際的應用，開發(fā)新型的材料，大幅度提高其能量轉換效率仍是這一研究領域的首要任務。芴(Fluorene，C13H10)，其分子結構如下所示
權利要求
1.一種含芴的有機半導體材料，其特征在于，其通式為
2.根據權利要求1所述的有機半導體材料，其特征在于，R1與&相同，均為單取代或多取代的官能團。
3.根據權利要求1所述的有機半導體材料，其特征在于，η為1至100的自然數(shù)，且x+y =1。
4.根據權利要求1所述的有機半導體材料，其特征在于，η為10至50的自然數(shù)， 0. 7 > χ > 0. 3，隊與&均為氫原子或具有1至12個C原子的直鏈或帶支鏈的烷基或烷氧基、芳基或雜芳基。
5.根據權利要求4所述的有機半導體材料，其特征在于，R1與&均為氫原子或具有6 至12個C原子的直鏈或帶支鏈的烷基，并且，禮、&與R3均相同。
6.根據權利要求1所述的有機半導體材料，其特征在于，m為8，χ為0.1或0. 5，R1^R2 均為氫原子，R3為直鏈己基；或者，m為6，χ為0. 2或0. 8，R1, R2均為2-辛基癸基，R3為直鏈辛基；或者，m為12，χ為0. 5或0. 6，隊為氟原子、&為氫原子，R3為2-乙基己基；或者， m為10，χ為0.4或0.5，隊為1，4_ 二甲氧基、&為氫原子，R3為十二烷基。
7.一種有機半導體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟選取如下結構式表示的化合物A、B、C，
8.根據權利要求7所述的有機半導體材料的制備方法，其特征在于，所述Suzuki反應的反應溫度為70至100°C，反應時間為M至72小時；催化劑至少為Pd (PWi3) 4、Pd (OAc) 2、 三環(huán)己基膦、Pd2 (dba) 3/Ρ (0-Τ0Ι) 3或Pd (PPh3) 2C12其中之一，堿至少為NaOH水溶液、Na2CO3 水溶液、NaHCOyK溶液或四乙基氫氧化銨水溶液其中之一，溶劑為包括苯、氯苯、甲苯、乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯其中之一，催化劑的用量為2， 7-雙G，4，5，5-四甲基-1，3，2-二雜氧戊硼烷)基-9，9-二烷基芴摩爾量的0.05%至 20%,堿的用量為2，7-雙0，4，5，5-四甲基-1，3，2- 二雜氧戊硼烷)基_9，9- 二烷基芴摩爾量的2至20倍。
9.根據權利要求7所述的有機半導體材料的制備方法，其特征在于，還包括化合物A的制備過程，包括如下步驟提供如下結構式表示的化合物D、E或F，D: H2m+1c/ xcmH2m+1 , Ε:才0 ,F:汁 O, \。水丨其中，m為自然數(shù)，且12彡m彡6;在無水無氧反應條件下，將化合物D與正丁基鋰在-70 -85°C下以摩爾比1.0 2.0 至1.0 4.0加入至溶劑中，反應后加入化合物E或化合物F，其摩爾用量為化合物D的2.0 至4.0倍，升溫至室溫，反應12至48小時，得到化合物A ；其中，溶劑為四氫呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯，反應式如下
10. 一種采用如權利要求1至6任一所述的有機半導體材料在有機太陽能電池器件、有機電致發(fā)光器件、有機場效應晶體管領域的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含芴的有機半導體材料及其制備方法和應用，其中，所述有機半導體材料的通式為其中，n為1至100的自然數(shù)；m為自然數(shù)，且12≥m≥6；x、y為正實數(shù)值，且x+y＝1；R1、R2選自氫原子、氟原子、氰基、具有1至18個C原子的直鏈或帶支鏈的烷基或烷氧基、芳基或雜芳基；R3選自氫原子、具有6至12個C原子的烷基。
文檔編號C09K11/06GK102477143SQ20101055789
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權日2010年11月24日
發(fā)明者周明杰, 黃佳樂, 黃杰 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司