[发明专利]一类以噻唑并噻唑为核的A2-π-A1-π-A2型小分子受体材料的制备及应用

说明书

本发明涉及一类以噻唑并噻唑弱电子受体基团为核的A₂‑π‑A₁‑π‑A₂型小分子受体材料的制备，以及该类材料作为光活性层中的电子受体材料在有机光伏电池领域中的应用。该类小分子受体材料仅含单/双芳香环，具有结构简单、合成步骤少且性能优异等特点。利用这类小分子受体材料和聚合物给体材料，通过溶液加工方法，制作了本体异质结有机太阳电池，电池器件的最大能量转化效率高达8.77％。本发明实现了A₂‑π‑A₁‑π‑A₂型小分子受体材料在有机聚合物太阳电池中的高效能量转换，具有强劲的应用前景。

技术领域

本发明涉及有机光伏领域，具体涉及一类以结构简单的、噻唑并噻唑弱电子受体单元为核的A₂-π-A₁-π-A₂型小分子受体材料的制备，以及该类材料作为光活性层中的电子受体在有机光伏电池领域中的应用。

背景技术

随着当今世界经济的高速发展，能源和环境危机日益加剧，人们对清洁能源的需求也越来越迫切。太阳能作为取之不尽、用之不竭的绿色能源，如何对其进行高效利用成为科学家们的研究热点。有机太阳电池(OSCs)可将太阳能有效转化为电能，具有成本低廉、质量轻、半透明、柔性可弯曲等特点，使得它在可穿戴设备、便携式能源等领域表现了巨大的应用潜力。

活性层材料是决定有机太阳电池性能的关键因素，它主要由给体材料和受体材料组成。经过几十年的研究，给体材料和富勒烯电子受体材料获得了迅速发展，大量性能优异的小分子、聚合物给体材料和一些富勒烯衍生物受体材料被开发出来，如DRCN5T、PBDB-T、PTB7-Th和J51^[1]等；新兴的非富勒烯受体材料近年也得到了快速发展，形成了小分子和聚合物两大类非富勒烯受体材料。目前，非富勒烯聚合物太阳电池的的能量转换效率(PCE)已高于13％^[2-4]，超过了基于富勒烯受体的器件性能水平。