[发明专利]一种不对称小分子受体及其制备方法和在制造光伏电池中的应用

说明书

本发明公开了一种不对称小分子受体，该不对称小分子受体具有以下结构通式：其中，A为受体单元，D为给体单元；R₁为氢或烷氧基，R₂为氢或烷氧基，R₁和R₂相同或不同，且R₁和R₂至少有一个为烷氧基；所述烷氧基的碳数为1‑30。与现有小分子受体相比，本发明的不对称小分子受体有着较好的溶解性和加工性、匹配的能级、电子传输能力和良好的形貌。

技术领域

本发明属于光伏电池材料领域，具体涉及一种不对称小分子受体，及其制备方法，以及其在制造光伏电池中的应用。

背景技术

能源决定着人类未来的生存和发展。人类社会的高速发展离不开能源的开发和利用。随着世界各国经济的飞速发展，人类对能源的需求也越来越大。发展太阳能转换为电能是很有意义的能源转变技术之一，有机光伏电池作为新一代光伏电池技术，其在柔性、质轻和大面积制备方面有着相当大的商业化前景，受到了越来越多的关注与重视。

近年来，非富勒烯小分子受体的研究如火如荼的进行，极大的推动了有机光伏电池的研究进展。北京大学占肖卫教授开发了一种新型具有受体单元-给体单元-受体单元(A-D-A)结构的稠环小分子ITIC受体，以聚合物PTB7-Th为给体制备器件，光电转换效率(PCE)能达到6.80％。在此基础上，基于非富勒烯小分子受体的有机太阳能电池进入了飞速发展的时代。

中南大学的邹应萍教授团队在基于苯并噻二唑的稠环小分子受体Y6，与聚合物给体PM6共混制备器件，获得了15.7％的PCE。此类受体小分子都是基于完全稠环设计的，相对于完全非稠环和非完全稠环的小分子受体来说，其合成成本较大且合成难度大，小分子的溶解性和易加工性略有所不足。

发明内容

为了改善现有小分子受体溶解性和加工性的不足，本发明的提供一种不对称小分子受体。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种不对称小分子受体，所述不对称小分子受体具有以下结构通式：

其中，A为受体单元，D为给体单元；

R₁为氢或烷氧基，R₂为氢或烷氧基，R₁和R₂相同或不同，且R₁和R₂至少有一个为烷氧基；

所述烷氧基的碳数为1-30。

优选地，所述受体单元为茚酮类受体单元。

更优选地，所述茚酮类受体单元为

优选地，所述给体单元为苯并噻二唑类给体单元。

更优选地，所述苯并噻二唑类给体单元为

优选地，所述R₁为氢，R₂为碳数为4-20的烷氧基。

优选地，所述不对称小分子受体选自以下化合物之一：

一种不对称小分子受体的制备方法，所述不对称小分子受体具有以下化学结构

其中，R₁为氢或烷氧基，R₂为氢或烷氧基，R₁和R₂相同或不同，且R₁和R₂至少有一个为烷氧基，所述烷氧基的碳数为1-30；

所述制备方法包括以下步骤：

(1)化合物I：与化合物II：反应，得到中间体1：