二苊醌基硫醚、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供二苊醌基硫醚及其制備方法，涉及材料領(lǐng)域。二苊醌基硫醚的制備方法，包括：苊醌與液溴進行取代反應(yīng)，得到5-溴苊醌；5-溴苊醌與Na2S反應(yīng)，得到二苊醌基硫醚。二苊醌基硫醚是平面共軛有機分子，有利于電子在分子間傳遞，縮短激子的擴散距離，使制作的異質(zhì)結(jié)光伏電池的短路電流增加，提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換率。本發(fā)明二苊醌基硫醚的制備方法，工藝簡單，產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少，對環(huán)境友好。二苊醌基硫醚作為光伏電池電子受體材料，與電子受體材料TBP匹配效果較好，使用該化合物與TBP材料制作的光伏電池將具有較大短路電流。
【專利說明】二苊醌基硫醚、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉材料領(lǐng)域，具體涉及二苊醌基硫醚及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相對于硅光伏電池，有機光伏電池具有成本低、重量輕、體積小、易加工、柔韌性好、適宜加工成大面積的平板器件的特點。提高光電轉(zhuǎn)化率是當(dāng)前有機光伏電池所面臨的最主要課題。按照目前的能源供應(yīng)情況，如果有機光伏電池的光電轉(zhuǎn)化率提高到10%，將具有價格優(yōu)勢，和廣闊的應(yīng)用市場。因此，開發(fā)成本低廉的有機/聚合物光伏電池具有現(xiàn)實的意義。阻礙有機/聚合物光伏電池大規(guī)模應(yīng)用的主要原因是:有機/聚合物光伏電池的光電轉(zhuǎn)換率較低。
[0003]目前，最普遍使用的電子受體材料是加州大學(xué)圣芭芭拉分校的Wudl教授研究組設(shè)計合成的 C60 衍生物 PCBM ( [6，6]-phenyl C61_butyric acid methyl ester)。對于平面n共軛的電子給體化合物TBP (Tetrabenzylporphrine,四苯并卟啉)來說，PCBM具有兩大缺點:1.PCBM的最低空軌道能級太低(-4.1 eV) ；2.組成的光伏電池短路電流偏低。
[0004]高光電轉(zhuǎn)化率的有機光伏電池需要高效的電子給體(Donor)和電子受體(Acceptor)材料。作為一個實用的光伏電池材料必須具備容易制備，性質(zhì)穩(wěn)定，價格低廉的特點。例如:電子給體材料P3HT (poly (3-hexylthiophene))和TBP(Tetrabenzylporphrine,四苯并卟啉)等。目前,跨國公司(例如:日本三菱公司)已經(jīng)通過工藝優(yōu)化等途徑，將使用P3HT和PCBM制作的光伏電池的光電轉(zhuǎn)換率提高到大于8 %的水平，申請了上百個電池制作工藝專利和化合物專利。但是，現(xiàn)有電子受體材料與TBP匹配的效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠與TBP電子給體材料相匹配的化合物二苊醌基硫醚。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供二苊醌基硫醚的制備方法，該方法簡單，產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少，對環(huán)境友好。
[0007]二苊醌基硫醚，其結(jié)構(gòu)式如下:
【權(quán)利要求】
1.二苊醌基硫醚，其結(jié)構(gòu)式如下:
2.二苊醌基硫醚的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:苊醌與液溴進行取代反應(yīng)，得到5-溴苊醌； 步驟2: 5-溴苊醌與Na2S反應(yīng)，得到二苊醌基硫醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述二苊醌基硫醚的制備方法，其特征在于步驟I中每克苊醌與1.5~3 mL液溴進行取代反應(yīng)；所述取代反應(yīng)的時間為1~5小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述二苊醌基硫醚的制備方法，其特征在于步驟2中5-溴苊醌與Na2S的摩爾比為I:(0.45~3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述二苊醌基硫醚的制備方法，其特征在于步驟2中反應(yīng)溫度為100"120 0C,反應(yīng)時間為2~8小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述二苊醌基硫醚的制備方法，其特征在于步驟2反應(yīng)的溶劑為正丁醇。
7.二苊醌基硫醚作為光伏電池電子受體材料的應(yīng)用。
【文檔編號】H01L51/46GK103613522SQ201310657928
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】張超智, 胡鵬, 李世娟, 沈丹 申請人:南京信息工程大學(xué)