[发明专利]基于芴或茚并芴及噻吩端基大带隙受体材料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及基于芴或茚并芴及噻吩端基大带隙受体材料、制备方法及应用。所述受体材料，具有的化合物，分子结构基于芴或茚并芴的稠环为中心核单元，选取噻吩端基作为末端基团，实现分子内电荷转移，制备出大带隙的受体材料。制备方法为将双醛结构化合物、末端基团化合物进行克脑文格尔缩合反应，分离得到所述受体材料。受体材料在有机太阳能电池中及室内有机光伏器件的应用，所述机光伏器件，包含作为活性层电子受体材料的化合物，或包含制备方法制得的化合物。

技术领域

本发明属于有机太阳能电池材料制备技术领域，特别涉及一种基于芴或者茚并芴以及噻吩端基的非富勒烯受体材料，还涉及其制备方法和在有机太阳能电池中及室内有机光伏器件的应用。

背景技术

太阳能是一种完全可再生无污染的清洁能游，且在地球上蕴藏量大。太阳能能源的充分利用能够有效解决化石能游危机及日益突出的环境问题。传统的无机太阳能电池器件制备具有高成本、高污染等严重缺陷，从而限制了其发展空间，使得低成本、低污染、质轻且可溶液加工的有机太阳能电池在过去的二十多年里得到了快速发展，具有广阔的应用前景。近年来，有机聚合物/小分子太阳能电池得到了突飞猛进的发展，尤其是非富勒烯电子受体材料的研究成为科学家们一个新的研究热点。随着新型光伏材料的制备，器件的能量转换效率得到不断提升。此外，有机场效应晶体管、有机发光二极管也以其易加工、低成本、可制备柔性器件受到越来越广泛的关注。并且随着物联网的普及，人们对于室内小型能量源的需求也越来越大。有机聚合物/小分子太阳能电池因为具有简易可调控带隙的性能，在室内小型能量源的研究中也收到了广泛的关注。

CN201811049106.5公开了一种稠环苯并噻二唑基非富勒烯受体材料及其制备方法和应用,它的目的是提供一种成膜性好，光电转换效率较高的稠环苯并噻二唑基非富勒烯受体材料。它的另一目的是提供一种条件温和，操作简单的制备稠环苯并噻二唑基非富勒烯受体材料的方法及其稠环苯并噻二唑基非富勒烯受体材料的应用，稠环苯并噻二唑基非富勒烯受体材料与给体材料更加互补的吸收、具有与给体材料更加匹配的能级和具有高而平衡的载流子迁移率，可以用于制备高短路电流和能量转换效率的有机太阳能电池。该技术方案:稠环苯并噻二唑非富勒烯受体材料包括稠环苯并噻二唑中心核与吸电子端基，稠环苯并噻二唑中心核为氮桥梯形稠环结构，吸电子端基连接在中心核的两端，其制备过程为以4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑为原料，依次通过Stille偶联及Vilsmeier-Haack反应得到稠环苯并噻二唑中心核，再通过Knoevenagel反应引入端基结构，得到稠环苯并噻二唑非富勒烯受体材料。

CN201911145008.6公开了一种基于噻吩茚酮和芴的A-π-D-π-A型小分子太阳能电池受体材料及其制备方法,它的目的是提供一种基于噻吩茚酮和芴的A-π-D-π-A型小分子太阳能电池受体材料，该受体材料具有较宽较强的紫外吸收、较高的摩尔消光系数、比较稳定的光化学性质，为构建有机太阳能电池材料提供了新的思路。它的另一目的是提供一种基于噻吩茚酮和芴的A-π-D-π-A型小分子太阳能电池受体材料的制备方法。该技术方案:该类受体材料是以芴为中心核结构，噻吩、呋喃、苯等基团作为π桥，两端的醛基在常温常压下和吸电子基团噻吩茚酮的活性位点进行缩合反应得到对称型的目标分子。该类基于噻吩茚酮和芴的A-π-D-π-A型小分子太阳能电池受体材料。

CN201910687371.4公开了一种含螺芴基团的有机小分子非富勒烯受体 材料及其制备方法与应用,它的目的是提供一种含螺芴基团的有机小分子 非富勒烯受体材料。该技术方案:其结构式如式I所示，

以9,9'-螺二芴基为核，进而引入苯并噻二唑与烷基链取代的噻吩基 团，两端再接上强吸电子的氰基茚酮基团，促进了有机小分子非富勒烯受 体材料的薄膜形貌稳定性。引入苯并噻二唑基团。