[发明专利]基于齐聚噻吩的X型二维或三维共轭分子及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类基于齐聚噻吩的X型二维或三维共轭分子及其制备方法，以及该类分子作为活性层材料在有机半导体器件如有机太阳能电池(OPV)、染料敏化太阳能电池(DSC)、有机场效应晶体管(OFET)和有机发光二极管(OLED)中的应用。

背景技术

有机半导体材料由于其良好的光学及电学性能，已经成为有机电子学研究的重要内容，用它们制成的器件与传统的无机半导体器件相比，具有如下几个优点：低成本、柔性、重量轻、可大面积制备等。基于这些优点，人们对有机电子学的研究抱有极大的兴趣。有机半导体器件主要有OPV、DSC和OFET等。近年来，OPV的研究发展非常迅猛，为使材料的吸收光谱与太阳发射光谱相匹配，实现较高的光电转换效率，人们通过研究分析已经设计合成出大量的太阳能电池材料，包括聚合物材料(S.Günes，H.Neugebauer，N.S.Sariciftci，“Conjugated Polymer-BasedOrganic Solar Cells”，Chem.Rev.2007，107，1324；Y.Shirota，H.Kageyama，“ChargeCarrier Transporting Molecular Materials and Their Applications in Devices”，Chem.Rev.2007，107，953；B.C.Thompson，J.M.J.Fréchet，“Polymer-Fullerene CompositeSolar Cells”，Angew.Chem.Int.Ed.2008，47，58；G.Li，V.Shrotriya，J.Huang，Y.Yao，T.Moriarty，K.Emery，Y.Yang，“High-efficiency solution processable polymerphotovoltaic cells by self-organization ofpolymer blends”，Nature Mater.，2005，4，864；D.Mühlbacher，M.Scharber，M.Morana，Z.Zhu，D.Waller，R.Gaudiana，C.Brabec，“High Photovoltaic Performance of a Low-Bandgap Polymer”，Adv.Mater.2006，18，2884；J.Hou，H-Y.Chen，S.Zhang，G Li，Y.Yang，“Synthesis，Characterization，andPhotovoltaic Properties of a Low Band Gap Polymer Based on Silole-ContainingPolythiophenes and 2，1，3-Benzothiadiazole”，J.Am.Chem.Soc.2008，130，16144；H-Y.Chen，J.Hou，S.Zhang，Y.Liang，G.Yang，Y.Yang，L.Yu，Y.Wu，G.Li，“Polymer solarcells with enhanced open-circuit voltage and efficiency”，Nature Photon.，2009，3，649.)及小分子材料(S.Roquet，A.Cravino，P.Leriche，O.Alévêque，P.Frère，J.Roncali，“Triphenylamine- Thienylenevinylene Hybrid Systems with Internal Charge Transfer asDonor Materials for Heterojunction