[发明专利]基于三苯胺-苝二酰亚胺的星型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三苯胺-苝二酰亚胺的星型三维共轭分子及其制备方法，以及该类分子作为活性层电子受体材料在有机半导体器件如有机太阳能电池（OPV）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有机太阳能电池（OPV）、有机发光二极管（OLED）和有机场效应晶体管（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所发射的光谱相匹配，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了大量的太阳能电池材料，包括电子给体材料（S.Günes,H.Neugebauer,N.S.Sariciftci，“Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells”，Chem.Rev.2007,107,1324；Y.Shirota,H.Kageyama，“Charge Carrier Transporting Molecular Materials and Their Applications in Devices”，Chem.Rev.2007,107,953；B.C.Thompson,J.M.J.Fréchet，“Polymer–Fullerene Composite Solar Cells”，Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,58；Y.Lin,Y.Li，X.Zhan,“Small molecule semiconductors for high-efficiency organic photovoltaics”,Chem.Soc.Rev.,2012,41,4245-4272）及电子受体材料（J.E.Anthony,“Small-Molecule,Nonfullerene Acceptors for Polymer Bulk Heterojunction Organic Photovoltaics”,Chem.Mater.,2011,23,583-590;P.Sonar,J.P.Fong Lim,K.L.Chan,“Organic non-fullerene acceptors for organic photovoltaics”,Energy Environ.Sci.,2011,4,1558-1574；Y.He,Y.Li,Fullerene derivative acceptors for high performance polymer solar cells，Phys.Chem.Chem.Phys.,2011,13,1970-1983）；电子受体材料分为富勒烯材料和非富勒烯材料，其中富勒烯受体材料占据主导地位，其光伏器件的光电转换效率较高，但是由于其成本高，难纯化，吸收范围有限（Y.He,Y.Li,Fullerene derivative acceptors for high performance polymer solar cells，Phys.Chem.Chem.Phys.,2011,13,1970-1983），所以越来越多的非富勒烯受体材料得到开发（J.E.Anthony,“Small-Molecule,Nonfullerene Acceptors for Polymer Bulk Heterojunction Organic Photovoltaics”,Chem.Mater.,2011,23,583-590;P.Sonar,J.P.Fong Lim,K.L.Chan,“Organic non-fullerene acceptors for organic photovoltaics”,Energy Environ.Sci.,2011,4,1558-1574）。