[发明专利]一种具有高填充因子的可溶性有机光伏小分子材料、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于光伏材料技术领域，涉及一种可溶性有机光伏小分子材料、制备方法及其用途，具体涉及一种具有高填充因子的可溶性有机光伏小分子材料、制备方法及其用途。 

背景技术

近几年来，可溶液加工的有机小分子太阳能电池因为除了具备聚合物太阳能电池制备工艺简单、成本低、质量轻、可制备成柔性器件等优点而且分子结构明确不存在分子量分布而受到格外关注((a)A.Mishra,P.Bauerle,Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,2020-2067.Y.Lin,Y.Li,X.Zhan,Chem.Soc.Rev.2012,41,4245-4272；(b)V.Gupta,A.K.K.Kyaw,D.H.Wang,S.Chand,G.C.Bazan,A.J.Heeger,Scientific Reports2013,3；(c)C.J.Takacs,Y.Sun,G.C.Welch,L.A.Perez,X.Liu,W.Wen,G.C.Bazan,A.J.Heeger,J.Am.Chem.Soc.2012,134,16597-16606.)。三苯胺系列由于其良好的溶解性且其三维结构利于垂直器件方向电荷的传输，受到广泛重视(J.Roncali,Acc.Chem.Res.2009,42,1719-1730.)。但由于三苯胺分子的非平面性，分子间不利于堆积，因此导致电荷从共混界面抽取能力低，共混活性层形貌不理想，从而器件的填充因子低，基本都在60％以下。光电转化效率直到现在还未突破5％，超过4％的也只有很少文献报导((a)D.Deng,S.Shen,J.Zhang,C.He,Z.Zhang,Y.Li,Org.Electron.2012,13,2546-2552.(b)H.Shang,H.Fan,Y.Liu,W.Hu,Y.Li,X.Zhan,Adv.Mater.2011,23,1554-1557.(c)J.Min,Y.N.Luponosov,A.Gerl,M.S.Polinskaya,S.M.Peregudova,P.V.Dmitryakov,A.V.Bakirov,M.A.Shcherbina,S.N.Chvalun,S. Grigorian,N.Kaush-Busies,S.A.Ponomarenko,T.Ameri,C.J.Brabec,Adv.Energy Mater.2013,10.1002/aenm.201301234.(d)J.Zhang,D.Deng,C.He,Y.He,M.Zhang,Z.-G.Zhang,Z.Zhang,Y.Li,Chem.Mater.2011,23,817-822.)。因此，具有高填充因子的可溶性有机光伏小分子材料是本领域的一个待研究的方法。 

发明内容

针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种具有高填充因子的可溶性有机光伏小分子材料，所述有机光伏小分子材料以带噻吩/并噻吩/苯共轭支链的二维共轭苯并二噻吩或二维共轭萘并二噻吩为核，两端对称性连接氰基酯基或氧代氰基单元。 

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种具有高填充因子的可溶性有机光伏小分子材料，其具有如式(II)所示的结构： 

其中，R₁选自碳原子数为6～8(例如6、7或8)的直链烷基或者支链烷基， R₂、R₃和R₄均独立地选自碳原子数为6～8(例如6、7或8)的直链烷基，m为π桥噻吩个数，m为1～3的任意自然数，例如1、2、或3，优选2～3。 

示例性的具有高填充因子的可溶性有机光伏小分子材料具有如下结构： 

其中，R₁选自碳原子数为6～8(例如6、7或8)的直链烷基或者支链烷基，R₂和R₃均独立地选自碳原子数为6～8(例如6、7或8)的直链烷基，m为π桥噻吩个数，m为1～3的任意自然数，例如1、2或3，优选2～3。