[发明专利]基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料及其制备和应用

权利要求书

1.一类基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料，其特征在于，所述基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料具有以下通式(Ⅰ)结构：

Ar表示芳基、杂环芳基中的苯、噻吩、萘、苯并噻吩一种或两种，X为硫原子、氧原子、硒原子、碳原子中的一种，R₁、R₂分别是氢原子、直链烷基、支链烷基、直链烷氧基、支链烷氧基、酯基中的一种，或是直链烷氧基、支链烷氧基中的一种。

2.根据权利要求1所述的一类基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料，其特征在于所述的芳基或杂环芳基为苯、噻吩、萘、苯并噻吩或并噻吩一种或两种，具体是以下结构式(2)～(6)的一种或两种：

。

3.一种如权利要求1或2所述的一类基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料的制备方法，其特征在于，包括以下合成步骤：

合成步骤(II)中，II-1所示的螺芳基单元的四溴化合物，在有机溶剂中，同时在钯催化剂、配体和碱溶液的作用下，与通式II-2所示的氮杂环化合物混合，在加热的条件下，经Buchwald或者Ullmann偶联反应，得到通式(I)所表示的基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料粗产物。

4.根据权利要求3所述的螺芳基单元的共轭小分子半导体材料的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为甲苯、邻二甲苯、氯苯、邻二氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环或二甲亚砜；所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠、碳酸铯、碳酸氢钠或碳酸氢钾；所述的钯催化剂为四(三苯基膦)钯、醋酸钯、双(三苯基膦)二氯化钯、三(二亚苄基丙酮)二钯和三(邻甲苯基)膦或碘化亚铜，所述的配体为三叔丁基膦四氟硼酸盐酸盐、L-脯氨酸或2-二环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯。

5.根据权利要求3所述的基于螺芳基单元的共轭小分子半导体材料的制备及纯化方法，其特征在于，所述基于螺芳基单元的共轭小分子粗产物，纯化方法为粗产物先经柱色谱进行初步分离，再由高效液相色谱HPLC进一步纯化，最终得到的固体粉末为目标产物共轭小分子半导体材料。

6.一种如权利要求1或2所述螺芳基单元的共轭小分子半导体材料的应用，其特征在于，以螺芳基单元共轭小分子半导体材料作为空穴传输材料HTM，应用到有机太阳能电池、有机发光二极管和钙钛矿太阳能电池。

7.根据权利要求6所述的螺芳基单元的共轭小分子半导体材料的应用，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池，以钙钛矿APbX3作为光吸收层，其中A是CH3NH3+、NH2CH＝NH2+、Cs+中一种或多种，X为I-、Br-、Cl-中一种或多种，制备的半透明钙钛矿太阳电池器件的层状结构自下而上的顺序排列为:FTO—致密TiO2—介孔TiO2—APbX3—HTL—Au，器件均为常规溶液法制备，且为正式器件结构。