有機(jī)光電化合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種有機(jī)光電化合物，由大的有機(jī)共軛單元體系和烷烴或類烷烴結(jié)構(gòu)組成，其化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下所示：，通過將雙醛端基化化合物與端基前體化合物進(jìn)行克內(nèi)費納格爾縮合反應(yīng)而制備，該有機(jī)光電化合物作為活化層用于太陽能電池、場效應(yīng)晶體管、有機(jī)發(fā)光二極管或光伏器件的制備。本發(fā)明的優(yōu)點是：該方法制備的有機(jī)光電材料合成步驟簡單、容易純化、結(jié)構(gòu)確定，以本發(fā)明中的有機(jī)光電材料制備的有機(jī)光伏器件具有優(yōu)越的光伏性能，其光電轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到9.95%。
【專利說明】有機(jī)光電化合物及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及太陽能電池材料領(lǐng)域，特別是一種有機(jī)光電化合物及其制備方法和應(yīng) 用。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能是人類取之不盡、用之不竭、清潔無污染的可再生能源，利用好太陽能能源 也是目前解決化石能源危機(jī)的重要途徑之一。與傳統(tǒng)的無機(jī)硅基太陽能電池相比，有機(jī)太 陽能電池具有質(zhì)量輕、成本低、可溶液處理、高的機(jī)械柔性、可制成大面積柔性器件等優(yōu)點， 具有誘人的應(yīng)用前景。有機(jī)聚合物/小分子太陽能電池在近年來得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 盡管如此，對于效率的提高，新型給體材料的制備仍然是至關(guān)重要的。此外，有機(jī)場效應(yīng)晶 體管、有機(jī)發(fā)光二極管也以其易加工、低成本、可制備柔性器件受到越來越廣泛的關(guān)注。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)分析，提供一種有機(jī)光電化合物及其制備方法和應(yīng) 用，該方法制備的有機(jī)光電材料步驟簡單、容易純化、結(jié)構(gòu)確定，以本發(fā)明中的有機(jī)光電材 料制備的有機(jī)光伏器件具有較高的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種有機(jī)光電化合物，由大的有機(jī)共軛單元體系和烷烴或類烷烴結(jié)構(gòu)組成，為具有金 屬光澤的黑色固體粉末，其化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下所示 式⑴

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)光電化合物，其特征在于：由大的有機(jī)共軛單元體系和烷烴或類烷烴結(jié)構(gòu) 組成，為具有金屬光澤的黑色固體粉末，其化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下所示：
式⑴， 其中： RrR4分別為H、Ci-Q烷基、Ci-Q烷基取代基，C3-C3(l環(huán)烷基、C 3-C3(l環(huán)烷基取代基、 烷氧基、CfQ烷硫基、齒代CfQ烷基、齒代C3-C3(l環(huán)燒基或齒代烷氧基，且 RJPR2可以相同也可以不同，&和&可以相同也可以不同；R5為H、烷基、烷 基取代基，c 3-c3(l環(huán)烷基、c3-c3(l環(huán)烷基取代基、Ci-C^烷氧基、鹵代Ci-C^烷基、鹵代c 3-c3(l 環(huán)烷基或齒代CfC^烷氧基；烷基基團(tuán)可以是任意取代的，亦即取代或未取代的，當(dāng)被取代 時，取代基團(tuán)是單獨地并且獨立地選自下列的一個或多個基團(tuán)：環(huán)烷基、芳基、雜芳基、雜脂 環(huán)基、輕基、燒氧基、芳氧基、疏基、燒硫基、芳硫基、氛基、齒代、撰基、硫代撰基、〇 _氣基甲醜 基、N-氨基甲?；?、0-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰氨基、N-酰氨基、S-亞磺 酰氨基、N-亞磺酰氨基、C-羧基、0-羧基、異氰酸根合、氰硫基、異硫氰酸根合、硝基、甲硅烷 基、三鹵代甲烷磺?；?、-NR'R''或包括單-和二-取代的氨基基團(tuán)在內(nèi)的氨基，及其被保護(hù) 的衍生物；環(huán)烷基基團(tuán)可以是任意取代的，亦即取代或未取代的；當(dāng)被取代時，取代基團(tuán)是 單獨地并且獨立地選自下列的一個或多個基團(tuán)：環(huán)烷基、芳基、雜芳基、雜脂環(huán)基、羥基、烷 氧基、芳氧基、疏基、燒硫基、芳硫基、氛基、齒代、撰基、硫代撰基、〇 _氣基甲醜基、N-氣基甲 酰基、〇-硫代氨基甲?；-硫代氨基甲?；?、C-酰氨基、N-酰氨基、S-亞磺酰氨基、N-亞 磺酰氨基、C-羧基、0-羧基、異氰酸根合、氰硫基、異硫氰酸根合、硝基、甲硅烷基、三齒代甲 烷磺?；?、-NR' R' '或包括單-和二-取代的氨基基團(tuán)在內(nèi)的氨基，及其被保護(hù)的衍生物； 4、A2為有機(jī)共軛單元，即具有芳香性或與其它單元能形成分子內(nèi)共軛的有機(jī)分子單 元，其選自如下的基團(tuán)1到基團(tuán)3, &和4可以相同也可以不同，
上述Αρ A2基團(tuán)中R6分別為H、Ci-Q烷基、Ci-Q烷基取代基、C3-C 3(l環(huán)烷基、C3-C3(l環(huán) 烷基取代基、烷氧基或其鹵素取代的衍生物，所述鹵素系指溴、氯、氟或碘。
2. 如權(quán)利要求1所述有機(jī)光電化合物，其特征在于結(jié)構(gòu)式為：
其中， 札至R4分別獨立地選自H、Ci-Q烷基、c3-c3(l環(huán)烷基、Ci-Q烷氧基、鹵代Ci-Q烷基、 鹵代c3-c3(l環(huán)烷基或鹵代Ci-Q烷氧基，其中R2和R3可以相同也可以不同。
3.如權(quán)利要求2所述有機(jī)光電化合物，其特征在于結(jié)構(gòu)式為：

化合物（7)。
4. 一種如權(quán)利要求1-3所述有機(jī)光電化合物的制備方法，其特征在于：通過將雙醛端 基化化合物與端基前體化合物進(jìn)行克內(nèi)費納格爾（Knoevenagel)縮合反應(yīng)而制得，包括以 下步驟： 1) 在氬氣保護(hù)下，將單醛端基溴代物與硫烷基取代的苯并二噻吩雙錫化單體、溶劑a 甲苯和催化劑a三苯基膦鈀混合，加熱回流反應(yīng)1-7天，以二氯甲烷-石油醚為洗脫劑，過 柱分離，制得中間體雙醛端基化化合物； 2) 將上述雙醛端基化化合物、2-乙基羅丹寧或辛基氰酸酯、溶劑b和催化劑b混合，力口 熱回流24小時，用三氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑，經(jīng)柱分離， 制得有機(jī)光電化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述有機(jī)光電化合物的制備方法，其特征在于：所述單醛端基溴代 物為5''，-溴-3, 3'，-二辛基-[2, 2' ： 5'，2''-四噻吩]-5-醛；單醛端基溴代物與硫烷基 取代的苯并二噻吩雙錫化單體的質(zhì)量比為2:1，溶劑a甲苯與硫烷基取代的苯并二噻吩雙 錫化單體的用量比為10-100升/摩爾，催化劑a Pd(PPh3)4與硫烷基取代的苯并二噻吩雙 錫化單體的摩爾比為〇. 1-20 :100。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述有機(jī)光電化合物的制備方法，其特征在于：所述溶劑b為氯仿、 三氯甲烷、二氯甲烷和四氫呋喃中的一種或兩種以上任意比例的混合物；溶劑b與雙醛端 基化化合物的用量比為10-30升/摩爾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述有機(jī)光電化合物的制備方法，其特征在于：所述催化劑b為三 乙胺和哌啶中的一種或兩種任意比例的混合物，以及乙酸銨、丙酸銨和丁酸銨中的一種或 兩種以上任意比例的混合物；催化劑b與雙醛端基化化合物的摩爾比為2:10。
8. -種如權(quán)利要求1所述有機(jī)光電化合物的應(yīng)用，其特征在于：作為活化層用于太陽 能電池、場效應(yīng)晶體管、有機(jī)發(fā)光二極管或光伏器件的制備。
【文檔編號】H01L51/54GK104119355SQ201410311092
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】陳永勝, 萬相見, 闞斌, 張倩, 王云闖, 李淼淼, 倪旺 申請人:南開大學(xué)