[发明专利]一种有机磷盐界面材料的合成方法及其在光电器件中的应用

说明书

本发明公开了一种有机磷盐界面材料的合成方法及其在光电器件中的应用，其中有机磷盐界面材料的具体合成路线为：。本发明合成的界面材料具有优异的性价比，其能够在光电功能器件中发挥关键的作用，并获得优异的器件性能。

技术领域

本发明属于n型有机半导体材料的合成及其在光电功能器件中的应用技术领域，具体涉及一种有机磷盐界面材料的合成方法及其在光电器件中的应用。

背景技术

光电技术与国民经济密切相关，基于有机半导体材料的有机光电器件可以采用类似于纸张印刷的打印或“卷对卷”滚筒印刷的方式高效率制造大面积柔性薄膜器件。

影响有机光电器件性能的关键因素除了光电活性层外，复合电极层也是关键因素。比如，有机薄膜太阳能电池OSCs，由于光活性层新材料和电荷传输界面材料的研究进展，应用复合电极的器件效率迅速突破了19%，并逐渐向大面积应用方向发展。用作OSCs复合阳极的界面材料需要有较高的功函数和较高的空穴迁移率，而阴极则需要具有低的功函数、高的电子迁移率。常见的电极界面修饰材料有PEDOT:PSS、PDINO、ZnO、MoOX、PFN-Br、8-羟 基 喹 啉 铝（Alq3）、CuSCN 和低功函的活泼金属Ca、Ba等。然而，PEDOT:PSS由于自身的酸性对电极有腐蚀，而PDINO 和PFN-Br成本高昂，工业化成规模生产困难；Alq3易于结晶，相容性差；ZnO、MoOX等无机半导体电子传输层需要高温分解交联前驱体，也不利于实际应用,应用在太阳能电池中的CuSCN界面层化学稳定性较差。此外，活泼金属Ca、Ba等在空气中很不稳定，严重降低器件的使用寿命。因此，迫切需要解决低成本、高性能电子传输界面新材料缺乏的瓶颈问题，以便于匹配高效率的活性层材料尽快实现薄膜OSCs商业化应用。

电极界面层的作用：（1）降低电子从受体材料传输到阴极的能量损失；（2）选择性传输电子，阻挡空穴，构成电荷传输的二极管特性，提高器件二极管品质因子常数；（3）校正表面张力，调控光活性层的成膜质量，诱导给-受体分子在微观上相分离尺寸和分子排列有序性，形成理想的异质结，抑制活性层光照生成的电荷在界面处复合或积累；（4）粘结活性层和电极，封装活性层，提高器件寿命；（5）拓展对太阳光谱的吸光范围，利用更多的光能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种简单易行且产率较高的有机磷盐界面材料的合成方法，该方法合成的界面材料具有优异的性价比，其能够在光电功能器件中发挥关键的作用，并获得优异的器件性能。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种有机磷盐界面材料的合成方法，其特征在于：

化合物4的具体合成过程为：在无氧条件下，用高纯氮气排出反应容器中的空气，向反应容器中加入化合物1、化合物2、干燥的DMF和特丁基醇，隔绝空气，再加入催化剂3，排净氧气后将混合物于120℃搅拌反应24h，然后降至25℃，真空抽干溶剂，硅胶色谱柱分离得到目标产物化合物4；

其对应的合成路线为：

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化合物6的具体合成过程为：在无氧条件下，用高纯氮气排出反应容器中的空气，向反应容器中加入化合物1、化合物5、干燥的DMF和特丁基醇，隔绝空气，再加入催化剂3，排净氧气后将混合物于120℃搅拌反应24h，然后降至25℃，真空抽干溶剂，硅胶色谱柱分离得到目标产物化合物6；

其对应的合成路线为：

；

化合物8的具体合成过程为：在无氧条件下，用高纯氮气排出反应容器中的空气，向反应容器中加入化合物7、化合物2、干燥的DMF和特丁基醇，隔绝空气，再加入催化剂3，排净氧气后将混合物于120℃搅拌反应24h，然后降至25℃，真空抽干溶剂，硅胶色谱柱分离得到目标产物化合物8；

其对应的合成路线为：

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