[发明专利]一类苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有机电子器件的应用

说明书

本发明公开了一类苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有机电子器件的应用，所述R1和R2独立选自C6～C12烷基链，R3为氢、氟、氯、溴、碘或甲基中的任一种；一种如上所述的化合物在有机电子器件中的应用；一种有机电子器件，包含至少一种如上所述的化合物。一种苯并噻二唑硼氮衍生物，具有吸收波长位于长波长的红外吸收，其吸收光谱表现为具有宽的吸收范围，且具有高光电转化效率；此类苯并噻二唑硼氮衍生物制备得到的有机太阳能电池元件具有高的光电转化效率、及长的器件寿命；硼与氮具有相反的共振效应，相应的硼‑氮稠环化合物可提高分子三重态能级，但不影响其堆积成膜，降低复合损失，有效提高电池效率。

技术领域

本发明涉及有太阳能技术领域，特别是涉及一种苯并噻二唑硼氮衍生物，混合物及组合物，及其在有机太阳能技术领域的应用。

背景技术

气候变化可以说是人类目前面临的最大挑战之一，在电力生产中以可持续能源代替化石燃料成为了解决这一问题的有效方式。硅太阳能电池在全球范围内的装机容量正在迅速增加，但是新一代太阳能电池技术也有可能在不久的将来作为一种可持续技术成熟，从而有助于这一转变。有机太阳能电池(Organic Solar Cells,OPV)由于其半透明、柔性可卷曲，轻质便于携带以及颜色和形状可设计性，已经被深入研究多年并开始尝试于市场应用。近几年，随着研究人员使用新型非富勒烯受体材料将实验室电池效率提升到15％以上，并且不断改进大面积电池制备工艺，采用成熟薄膜技术的大面积有机太阳能电池竞争力正在逐步提高，但是从实验室到制造工厂的挑战，仍然是实现市场化的最大障碍。

由于有机半导体材料在合成上具有多样性、制造成本相对较低，且具有优良的光学与电学性能，因此，由有机半导体材料制成的有机电子器件在太阳能技术领域应用方面具有很大的潜力。

目前有机太阳能电池效率提升的开发，非富勒烯受体材料的改进已成为最有效的方法。现有的小分子受体材料，因其组分的三重态能级比分子电荷转移态能级低太多，有大量三重态复合造成的非辐射损失，从而导致电池效率下降。传统的方法是引入重原子或者构建扭曲的分子结构以提高其三重态能级，减少与电荷转移态的能级差，但这样的方法同时也会影响分子成膜堆积，降低载流子迁移率，进而降低器件效率。为此，我们提出了一类苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有机电子器件的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一类苯并噻二唑硼氮衍生物材料及其在有机电子器件的应用，通过巧妙的分子设计，在苯并三氮唑结构基础上，合成了一系列具有合适能级的硼氮化合物受体材料，且具有很好的电子传输性能以及非常大的光谱吸收范围，通过质谱分析对它们的结构进行确认，并应用于有机电子器件。可以有效解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种如通式(I)所示的苯并噻二唑硼氮衍生物：

其中，

R1和R2独立选自C1～C20的烷基；

X1和X2独立的选自以下基团中的任意一种：

其中，

R3为氢、卤素或C1～C5烷基。

进一步地，所述R1和R2独立选自C6～C12烷基链。

优选地，所述R3为氢、氟、氯、溴、碘或甲基中的任一种。

一种如上所述的化合物在有机电子器件中的应用。

一种有机电子器件，包含至少一种如上所述的化合物。