[发明专利]基于氯代苯基-中心核的非稠环受体分子及其应用

说明书

本发明公开了一种基于氯代苯基‑中心核的非稠环受体分子及其应用，该非稠环受体分子的通式如下：其中：R表示共轭桥连单元；R₁选自C₁～C₁₂中的一种；R₂表示受体末端基团与R之间靠碳碳双键连接。该非稠环受体分子具有较强的光吸收能力、较高的光电转化效率。

技术领域

本发明属于电化学材料技术领域，尤其涉及基于氯代苯基-中心核的非稠环受体分子及其应用。

背景技术

随着非富勒烯受体分子材料的飞速发展，有机太阳能电池的能量转化效率更是迅速超过了18％，最高效率更是突破了19％。该领域的发展已迈入产业化的门槛，要实现有机太阳能电池的产业化目标，成本因素是不得不考虑的关键因素之一，因此，近年来关于低成本受体材料的研究成为热点。继续开发低成本高效率的非稠环型受体材料分子显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供基于氯代苯基-中心核的非稠环受体分子及其应用，该非稠环受体分子具有较强的光吸收能力、较高的光电转化效率。

本发明采用以下技术方案：基于氯代苯基-中心核的非稠环受体分子，该非稠环受体分子的通式如下：

其中：R表示共轭桥连单元；

R₁选自C₁～C₁₂中的一种；

R₂表示受体末端基团与R之间靠碳碳双键连接。

进一步地，该共轭桥连单元选自下面的一种：

进一步地，该R₂受体末端基团选择下面的一种：

本发明还公开了上述的基于氯代苯基-中心核的非稠环受体分子，用作太阳能电池的受体材料。

本发明还公开了一种太阳能电池，选用上述的基于氯代苯基-中心核非稠环受体材料作为电子受体。

本发明还公开了上述的基于氯代苯基-中心核的非稠环受体分子的制备方法，该制备方法如下：

步骤一、4-二溴-2-氯-5-甲氧基苯胺制备1,4-二溴-2-氯-5-甲氧基苯，1,4-二溴-2-氯-5-甲氧基苯用A1表示，如下：

步骤二、化合物A1与化合物B1通过Stille偶联反应得到化合物C1，化合物B1和C1如下式所示：

步骤三、将化合物C1通过醛基化反应得到化合物D1，如下式：

步骤四、化合物D1通过与末端基团E1缩合得到受体Cl-4F，如下式：

本发明的有益效果是：1.基于氯代苯基-中心核非稠环受体材料作为电子受体材料调大有机太阳能电池的开路电压，在太阳能电池中展示出非常高的能量转换效率。2.制备Cl-4F的方法具有较少的合成步骤、温和的反应条件且易于纯化。相比稠环分子无需经过低产率高成本的稠合反应，而相比于发展较为成熟的氟化策略，氯化策略无需经过低产率且条件严苛的交换反应来获取含卤素的前驱体。3.基于氯代苯基-中心核非稠环受体材料有效的降低电池的HOMO能级，适合用于有机太阳能电池中的电子受体材料。4.基于氯代苯基-中心核非稠环受体材料有较宽的吸收光谱，可吸收400-800nm左右的吸光范围，利于吸收太阳光中的能量。5.基于氯代苯基-中心核非稠环受体材料可溶于氯苯、三氯甲烷、四氢呋喃等常见有机溶剂，易于溶液加工。

附图说明