本发明涉及分子技术领域，具体涉及一种含噻唑的有机小分子及其制备方法，以及以含噻唑的有机小分子作为活性层电子给体或者电子受体材料在有机太阳能电池(opv)中的应用。
背景技术：
溶液加工的有机太阳能电池作为一个有希望的绿色能源技术由于具备一些独特的优势如：低成本、质轻、能够进行大面积器件制备等取得了很大的进展。基于以共轭聚合物或者有机小分子为给体、富勒烯衍生物为受体的有机太阳能电池的能量转换效率pce已经超过了10％(j.wan,x.xu,g.zhang,y.li,k.fengandq.peng,energyenviron.sci.,2017,10,1739；b.kan,m.li,q.zhang,f.liu,x.wan,y.wang,w.ni,g.long,x.yangandh.feng,j.am.chem.soc.,2015,137,3886；d.deng,y.zhang,j.zhang,z.wang,l.zhu,j.fang,b.xia,z.wang,k.luandw.ma,nat.commun.,2016,7,13740；y.liu,c.-c.chen,z.hong,j.gao,y.m.yang,h.zhou,l.dou,g.liandy.yang,sci.rep.,2013,3,3356；x.ouyang,r.peng,l.ai,x.zhangandz.ge,nat.photonics,2015,9,520；j.zhao,y.li,g.yang,k.jiang,h.lin,h.ade,w.maandh.yan,natureenergy,2016,1,15027.)。然而，一些固有的缺陷，包括高成本、在太阳光谱的可见光区吸收较弱以及能级难以调控仍然存在于富勒烯受体中。因此近年来高性能的非富勒烯受体材料获得了较快的发展(y.lin,j.wang,z.g.zhang,h.bai,y.f.li,d.zhuandx.w.zhan,adv.mater.,2015,27,1170；y.lin,q.he,f.zhao,l.huo,j.mai,x.lu,c.-j.su,t.li,j.wang,j.zhu,y.sun,c.wangandx.w.zhan,j.am.chem.soc.,2016,138,2973；y.lin,z.-g.zhang,h.bai,j.wang,y.yao,y.f.li,d.zhuandx.w.zhan,energyenviron.sci.,2015,8,610.w.zhao,s.li,h.yao,s.zhang,y.zhang,b.yangandj.h.hou,j.am.chem.soc.,2017,139,7148.)。
相比较于聚合物，有机小分子具有特有的优势，如：易提纯、具有确定的分子量、分子能级易于调控并且各批次间差异较小等(w.ni,m.li,b.kan,f.liu,x.wan,q.zhang,h.zhang,t.p.russellcdandy.chen,chem.commun.,2016,52,465；c.h.cui,x.guo,j.min,b.guo,x.cheng,m.j.zhang,c.j.brabecandy.f.li,adv.mater.,2015,27,7469；b.kan,q.zhang,m.li,x.wan,w.ni,g.long,y.wang,x.yang,h.fengandy.chen,j.am.chem.soc.,2014,136,15529.)。因此，在基于pcbm的小分子有机太阳能电池中，光伏器件达到了很高的能量转换效率(j.wan,x.xu,g.zhang,y.li,k.fengandq.peng,energyenviron.sci.,2017,10,1739；b.kan,m.li,q.zhang,f.liu,x.wan,y.wang,w.ni,g.long,x.yangandh.feng,j.am.chem.soc.,2015,137,3886；d.deng,y.zhang,j.zhang,z.wang,l.zhu,j.fang,b.xia,z.wang,k.luandw.ma,nat.commun.,2016,7,13740.)。然而，当非富勒烯受体与有机小分子给体结合在一起时，有机太阳能电池会获得一个相对较差的光伏性能(w.ni,m.li,b.kan,f.liu,x.wan,q.zhang,h.zhang,t.p.russellcdandy.chen,chem.commun.,2016,52,465；l.yang,s.zhang,c.he,j.zhang,h.yao,y.yang,y.zhang,w.zhao,andj.h.hou,j.am.chem.soc.,2017,139,1958；g.feng,y.xu,j.zhang,z.wang,y.zhou,y.li,z.wei,c.liandw.li,j.mater.chem.a,2016,4,6056.)。到目前为止，非富勒烯全小分子有机太阳能电池的发展落后于基于聚合物或者富勒烯的有机太阳能电池。考虑到非富勒烯全小分子有机太阳能电池结合了非富勒烯受体和小分子给体两者的优势，所以其具有巨大的发展潜力，但是低的光伏性能是需要解决的一个重要难题。在前文中我们已经提到，近年来高性能的非富勒烯受体材料获得了很快的发展。因而，设计新型高效的有机小分子给体材料与其相匹配，对提升全小分子有机太阳能电池的光伏性能具有重要的意义。
对于活性层电子给体或电子受体材料的设计，一些要素包括：好的溶解性、宽的吸收光谱并且带有高的消光系数、合适的能级以及高的迁移率必须要综合考虑到并且维持一个好的平衡(b.kan,m.li,q.zhang,f.liu,x.wan,y.wang,w.ni,g.long,x.yangandh.feng,j.am.chem.soc.,2015,137,3886；b.kan,q.zhang,m.li,x.wan,w.ni,g.long,y.wang,x.yang,h.fengandy.chen,j.am.chem.soc.,2014,136,15529.)。采用受体-给体-受体(a-d-a)型的骨架即包含一个富电子单元d作为供电子核以及两个吸电子较强的单元a作为端基，是一种调节吸收光谱和分子能级的有效策略(y.chen,x.wanandg.long,acc.chem.res.,2013,46,2645；r.fitzner,e.mena-osteritz,a.mishra,g.schulz,e.reinold,m.weil,c.korner,h.ziehlke,c.elschner,k.leo,m.riede,m.pfeiffer,c.uhrichandp.bauerle,j.am.chem.soc.,2012,134,11064.)。过去的工作已经揭示出基于苯并二噻吩(bdt)单元作为供电子核的光伏小分子活性层材料已经展现出优异的光伏性能(j.wan,x.xu,g.zhang,y.li,k.fengandq.peng,energyenviron.sci.,2017,10,1739；z.wang,x.xu,z.li,k.feng,k.li,y.liandq.peng,adv.electron.mater.,2016,2,1600061；h.bin,y.yang,z.g.zhang,l.ye,m.ghasemi,s.chen,y.zhang,c.zhang,c.sun,l.xue,c.yang,h.adeandy.f.li,j.am.chem.soc.,2017,139,5085；b.qiu,l.xue,y.yang,h.bin,y.zhang,c.zhang,m.xiao,k.park,w.morrison,z.g.zhang,andy.f.li,chem.mater.,2017,29,7543.)。
采用合适的桥连单元桥也是改善光伏性能的关键因素之一。值得注意的是，强吸电子性的噻唑单元引起了巨大的关注，这得益于其具有如：有好的氧化稳定性、平面性和π堆积的结构以及高的载流子迁移率(b.guo,x.guo,w.li,x.meng,w.ma,m.zhang,andy.li,j.mater.chem.a,2016,4,13251；i.osaka,m.saito,t.koganezawa,andk.takimiya,adv.mater.,2014,26,331.)。因此，很多基于噻唑单元的高性能聚合物体系得到了广泛的应用(b.guo,x.guo,w.li,x.meng,w.ma,m.zhang,andy.li,j.mater.chem.a,2016,4,13251；b.guo,w.b.li,x.guo,x.y.meng,w.ma,m.j.zhang,andy.f.li,adv.mater.,2017,29,1702291.)，但是其很少应用在小分子光伏材料中。由于噻唑单元具有巨大的应用潜力，所以将其引入到有机小分子中我们期望能获得高效的有机光伏材料。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种含噻唑的有机小分子、其制备方法及应用。
本发明的一种技术方案是：
一种含噻唑的有机小分子，所述有机小分子为以苯并二噻吩单元为核、以噻唑为桥连单元的a-d-a共轭有机小分子，包括如下通式结构：
其中，
x选自o、s或se中的任意一种；
r1～r3独立地选自氢、c1～c30的烷基、c1～c30的烷氧基或4-烷基苯基中的任意一种；
ar1和ar2独立地代表未取代或含有取代基的以下基团中的任意一种：
亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、含至少三个环的亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基或含至少三个环的杂亚芳基，所述双环亚芳基、含至少三个环的亚芳基、双环杂亚芳基、含至少三个环的杂亚芳基中，环与环之间稠合或通过单键连接；
当ar1和ar2中的任意一个或两个同时被取代时，ar1或ar2分别具有1～2个取代基，所述取代基为芳基、具有c1～c30的烷基或具有c1～c30的烷氧基中的任意一种；
拉电子基团a选自下述结构之一：
上述a结构中的r4为c1～c30的烷基中的任意一种；
所述4-烷基苯基中的烷基为c1～c8的烷基中的任意一种。
进一步的，所述x＝s；所述r1～r3独立地为氢、c1～c8的烷基或4-己基苯基中的任意一种；所述a结构中的r4为c1～c8的烷基中的任意一种。
本发明的另一技术方案是：
一种含噻唑的有机小分子的制备方法，包括以下步骤：
(1)将化合物1溶解在氯仿与冰醋酸的混合溶剂中，冰水浴并且避光条件下缓慢加入n-溴代丁二酰亚胺，半小时后撤除冰水浴进行常温搅拌反应10小时分离提纯后制得化合物2；
(2)三氯氧磷和n,n-二甲基甲酰胺在冰水浴条件下进行搅拌反应1～2小时，之后撤除冰水浴，将所述化合物2溶解在氯仿中并用注射器加入到之前三氯氧磷和n,n-二甲基甲酰胺反应后的产物里，70℃搅拌回流反应12小时分离提纯后制得化合物3；
(3)在110℃条件下使所述化合物3、化合物4和催化剂四(三苯基膦)钯在甲苯中进行搅拌反应20～30小时分离提纯后制得化合物5；
(4)在70℃条件下使所述化合物5、拉电子基团a以及哌啶或吡啶在氯仿中进行搅拌反应12小时，最终分离提纯后制得具有以下通式结构的基于苯并二噻吩单元为核并且噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子产物6：
其中，
x选自o、s或se中的任意一种；
r1～r3独立地选自氢、c1～c30的烷基、c1～c30的烷氧基或4-烷基苯基中的任意一种；
拉电子基团a选自下述结构之一：
上述a结构中的r4为c1～c30的烷基中的任意一种；
所述4-烷基苯基中的烷基为c1～c8的烷基中的任意一种。
进一步的，所述哌啶或吡啶的加入量与化合物5的摩尔比为1:0.001～0.5。
进一步的，所述步骤(2)、(3)和(4)均在惰性气体氛围下进行搅拌反应。
进一步的，所述四(三苯基膦)钯的加入量与化合物4的摩尔比为1:10～100。
上述方式所制备的含噻唑的有机小分子作为光捕获的活性层电子给体或电子受体材料在制备有机太阳能电池中应用。
本发明提供了一种含噻唑的有机小分子，主要优点在于：
1、合成的基于噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子可溶液法加工，能溶于氯仿、四氢呋喃和氯苯等有机溶剂中；
2、合成的基于噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子热稳定性好，起始热分解温度超过400℃；
3、合成基于噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子的吸光性好，适合做有机太阳能电池材料；
4、合成的基于噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子拥有合适的电子能级，适合用于有机太阳能电池中的电子给体材料或电子受体材料；
5、合成的基于噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子作为电子给体材料或电子受体材料在有机太阳能电池中展示出高的光电转化效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
图1为本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的紫外-可见吸收光谱图；
图2为本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的循环伏安曲线图；
图3为本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的热重分析曲线图；
图4为本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的示差扫描量热曲线图；
图5为本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的在应用于有机太阳能电池的的j-v曲线；
图6是本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的合成路线；
图7是本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的bttzr合成路线。
具体实施方式
本发明所述的有机小分子为以苯并二噻吩单元为核、以噻唑为桥连单元的a-d-a共轭有机小分子，包括如下通式结构：
其中，
x选自o、s或se中的任意一种；
r1～r3独立地选自氢、c1～c30的烷基、c1～c30的烷氧基或4-烷基苯基中的任意一种；
ar1和ar2独立地代表未取代或含有取代基的以下基团中的任意一种：
亚乙烯基、亚乙炔基、单环亚芳基、双环亚芳基、含至少三个环的亚芳基、单环杂亚芳基、双环杂亚芳基或含至少三个环的杂亚芳基，ar1和ar2可以相同或不相同所述双环亚芳基、含至少三个环的亚芳基、双环杂亚芳基、含至少三个环的杂亚芳基中，环与环之间稠合或通过单键连接；
当ar1和ar2中的任意一个或两个同时被取代时，ar1或ar2分别具有1～2个取代基，所述取代基为芳基、具有c1～c30的烷基或具有c1～c30的烷氧基中的任意一种；
拉电子基团a选自下述结构之一：
上述a结构中的r4为c1～c30的烷基中的任意一种；
所述4-烷基苯基中的烷基为c1～c8的烷基中的任意一种。
上述结构的制备方法，请参阅图6，图6是本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的合成路线。如图6所示，包括下面步骤：
(1)将化合物1溶解在氯仿与冰醋酸的混合溶剂中，冰水浴并且避光条件下缓慢加入n-溴代丁二酰亚胺，半小时后撤除冰水浴进行常温搅拌反应10小时分离提纯后制得化合物2；
(2)三氯氧磷和n,n-二甲基甲酰胺在冰水浴和惰性气体氛围下条件下进行搅拌反应1～2小时，之后撤除冰水浴，将所述化合物2溶解在氯仿中并用注射器加入到之前三氯氧磷和n,n-二甲基甲酰胺反应后的产物里，70℃搅拌回流反应12小时分离提纯后制得化合物3；
(3)在110℃的温度条件及惰性气体氛围下使所述化合物3、化合物4和催化剂四(三苯基膦)钯在甲苯中进行搅拌反应20～30小时分离提纯后制得化合物5，其中，所述四(三苯基膦)钯的加入量与所述的四(三苯基膦)钯催化剂与带有ar取代基的苯并二噻吩单元三甲基锡化合物即化合物4的摩尔比为1:10～100；
(4)在70℃的温度条件及惰性气体氛围下使所述化合物5、拉电子基团a以及哌啶或吡啶在氯仿中进行搅拌反应12小时，最终分离提纯后制得具有以下通式结构的基于苯并二噻吩单元为核并且噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子产物6，其中，所述哌啶或吡啶的加入量与所述带有r1，r2，r3取代基的以苯并二噻吩单元为核并且以噻唑为桥连单元的醛基化合物即化合物5的摩尔比为1:0.001～0.5：
其中，
x选自o、s或se中的任意一种；
r1～r3独立地选自氢、c1～c30的烷基、c1～c30的烷氧基或4-烷基苯基中的任意一种；
拉电子基团a选自下述结构之一：
上述a结构中的r4为c1～c30的烷基中的任意一种；
所述4-烷基苯基中的烷基为c1～c8的烷基中的任意一种。
所制得的含噻唑的有机小分子的特性请参阅图1-图4：
如图1所示，在300-700nm范围内有较强的吸收，并且薄膜吸收在610nm处有一明显吸收肩峰，表明分子间存在较强的相互作用和聚集；
如图2所示，小分子的起始氧化电位
如图3所示，当小分子重量损失5％时的热分解温度(td)为402℃，说明小分子bttzr具有良好的热稳定性；
如图4所示，小分子在加热过程中315℃处有一清晰尖锐的熔融吸热峰(tm)，对应的在放热过程中291℃处出现一个明显的结晶放热峰(tc)，可以得出结论小分子bttzr具有良好的结晶性能。
本发明还要求保护上述含噻唑的有机小分子作为光捕获的活性层电子给体或电子受体材料在制备有机太阳能电池中应用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
实施例1
请参阅图7，图7是本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的bttzr合成路线。如图7所示，本实施案例按如下步骤展示含噻唑的有机小分子的合成路线：
注：r1表示2-乙基己基，r2表示正己基。
其每一步产物的详细合成步骤如下：
步骤1)合成化合物2,2-(5-溴-4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)-5-(4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)噻唑[5,4-d]并噻唑；
以化合物1，即2,5-二(4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)噻唑[5,4-d]并噻唑作为原料,置于一个100ml的单口圆底烧瓶中，然后加入氯仿(25ml)和冰醋酸(25ml)。在冰水浴避光的条件下，将n-溴代丁二酰亚胺(0.71g,4.01mmol)缓慢地加入到单口瓶中。加完n-溴代丁二酰亚胺后，在单口瓶上加上带有无水硫酸镁的球形干燥管，并在搅拌的条件下反应10小时。之后将反应混合物倒入到水(60ml)和氯仿中萃取三次后用无水硫酸镁进行干燥。用旋蒸旋除有机溶剂后得到粗产品并用石油醚作为洗脱剂进行柱层析分离得到化合物2(1.16g,产率50％)为橘黄色的固体，即2-(5-溴-4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)-5-(4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)噻唑[5,4-d]并噻唑。
结构确证数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3),δ(ppm):7.38(s,1h),7.21(s,1h),7.04(d,1h),2.56-2.55(d,2h),2.52-2.50(d,2h),1.35-1.29(m,18h),0.93-0.88(m,12h)，(maldi-tof)ms:calcd.forc28h37brn2s4m/z＝609.77；found611.23.
步骤2)合成化合物3，5-(5-(5-溴-4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)噻唑[5,4-d]并噻唑-2-基)-3-(2-乙基己基)噻吩-2-甲醛；
在氩气惰性氛围中，用注射器将三氯氧磷(1.32ml,14.16mmol)注射到一100ml的两口圆底烧瓶中。然后在冰水浴条件下，用注射器将n,n-二甲基甲酰胺(1.36ml,17.7mmol)缓慢地滴加到两口瓶里并在搅拌的条件下反应一个半小时。将化合物2(1.08g,1.77mmol)溶解在氯仿(30ml)中。再用注射器将此溶解有化合物2的氯仿溶液注射到两口瓶中。之后，将反应混合液转移到70℃的油浴锅中，在搅拌的条件下回流反应12小时后将此混合物用二氯甲烷(120ml)萃取。用无水硫酸镁干燥后再用旋蒸旋除溶剂，得到的粗产品用石油醚/二氯甲烷(1:1)作为洗脱剂进行柱层析分离最后得到化合物3(0.99g,产率88％)为橘红色的固体，即5-(5-(5-溴-4-(2-乙基己基)噻吩-2-基)噻唑[5,4-d]并噻唑-2-基)-3-(2-乙基己基)噻吩-2-甲醛。
结构确证数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3),δ(ppm):10.04(s,1h),7.40(s,1h),7.24(s,1h),2.90-2.88(d,2h),2.52-2.51(d,2h),1.38-1.25(m,18h)，0.93-0.89(m,12h)，(maldi-tof)ms:calcd.forc29h37brn2os4m/z＝637.78；found638.23.
步骤3)合成化合物5，5,5'-(5,5'-(5,5'-(4,8-二(5-(2-乙基己基)-4-己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)二(4-(2-乙基己基)噻吩-5,2-二基))二(噻唑[5,4-d]并噻唑-5,2-二基))二(3-(2-乙基己基)噻吩-2-甲醛)；
在一个干燥过的100ml的两口圆底烧瓶中，将化合物3(0.87g,1.36mmol)、化合物4(4,8-二(5-(2-乙基己基)-4-己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)二(三甲基锡基)(0.59g,0.55mmol)(化合物4从纳凯公司购入)以及催化剂四(三苯基膦)钯[pd(pph3)4](0.047g,0.04mmol)一起溶解在干燥纯化的甲苯中。将反应的混合物在氩气保护的条件下置于油浴锅中(油浴锅中的温度缓慢地升至110℃)并在搅拌的条件下反应24小时。反应完成后，将反应物倒入水和二氯甲烷(100ml)的混合液中萃取三次。有机层用无水硫酸镁进行干燥并且用旋蒸旋除溶剂得到粗产品后用柱层析硅胶法进行分离，柱层析分离洗脱剂的具体极性是石油醚：氯仿＝1:1，最终得到化合物5为红色固体(0.75g,产率73％)，即5,5'-(5,5'-(5,5'-(4,8-二(5-(2-乙基己基)-4-己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)二(4-(2-乙基己基)噻吩-5,2-二基))二(噻唑[5,4-d]并噻唑-5,2-二基))二(3-(2-乙基己基)噻吩-2-甲醛)。
结构确证数据如下：1hnmr(400mhz,cd2cl2),δ(ppm):9.98(s,2h),7.74(s,2h),7.37-7.36(d,4h),7.32(s,2h),2.83-2.80(t,12h),2.69-2.66(t,4h),1.50-1.28(m,70h),1.00-0.84(m,42h)，(maldi-tof)ms:calcd.forc104h138n4o2s12m/z＝1861.01；found1860.03.
步骤4)合成bttzr，(5z,5'z)-5,5'-((5,5'-(5,5'-(5,5'-(4,8-bis(5-(2-乙基己基)-4-己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)二(4-(2-乙基己基)噻吩-5,2-二基))二(噻唑[5,4-d]并噻唑-5,2-二基))二(3-(2-乙基己基)噻吩-5,2-二基))二(甲基亚基))二(3-乙基-罗丹宁)；
将化合物5(0.39g,0.21mmol)溶解在干净纯化的氯仿溶剂(40ml)中。然后加入拉电子端基罗丹宁(0.34g,2.1mmol)和5滴哌啶。之后该反应混合物在氩气保护的惰性氛围中搅拌12小时。搅拌反应12小时后,反应混合物用氯仿萃取三次。有机层在水洗三次后用无水硫酸镁进行干燥。抽滤除去无水硫酸镁之后用旋蒸旋除有机溶剂，得到粗产品用柱层析硅胶法进行分离，柱层析分离洗脱剂的具体极性是石油醚：氯仿＝2:3，最终得到产物bttzr为黑色固体(0.32g,产率71％)。
结构确证数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3),δ(ppm):7.87(s,2h),7.77(s,2h),7.38(d,2h),7.36(s,2h),7.28(s,2h),4.19-4.14(m,4h),2.84-2.76(m,8h),2.72-2.70(d,4h),2.67-2.63(t,4h),1.38-1.25(m,70h),1.00-0.84(m,48h)，(maldi-tof)ms:calcd.forc114h148n6o2s16m/z＝2147.47；found2145.56.
太阳能光伏器件的制备及性能测试：
将商业购买的氧化铟锡(ito)玻璃先用洗洁剂清洗，然后依次水、去离子水、丙酮、异丙醇超声清洗，干燥后旋涂一层40nm厚的聚乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐pedot:pss(重量比1:1)(al4083)阳极修饰层，150℃下干燥15分钟，备用。将实施例中的基于噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子bttzr分别与小分子受体材料it-4f(重量比1.5:1,1:1和1:1.5)的共混溶液滴涂于pedot:pss(al4083)阳极修饰层上形成器件的活性层,给体小分子bttzr的浓度是10mgml-1。之后在活性层上旋涂纳米颗粒的氧化锌(zno-nps)作为阴极界面层。光伏器件活性层中每一个电池的有效面积为0.2cm-2。在活性层上真空(1×10-4pa)蒸镀厚度100nm左右的金属铝作为光伏器件的阴极。
用配am1.5滤光片的ss-f5-3a(enlitechnologyco.,ltd.)氙灯作为模拟太阳光源，在100mwcm-2光强下对器件进行光伏性能测试，光强通过标准单晶硅太阳能电池校准；j-v曲线使用keithley2450进行测量。
请参阅图5，图5为本发明所述的一种含噻唑的有机小分子的在应用于有机太阳能电池的的j-v曲线。如图5所示，测得的器件的短路电流jsc为17.84macm-1,开路电压voc为0.89v，填充因子ff为66.45％，能量转换效率pce为10.59％。
本发明所用的小分子受体it-4f的结构如下：
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的含噻唑的有机小分子，利用高性能的苯并二噻吩单元(bdt)为供电子核，噻唑作为桥连单元，并且改变末端的拉电子单元设计合成了一系列全新的、溶解性好、热稳定性好的以噻唑为桥连单元的a-d-a共轭分子，由于噻唑单元的氧化稳定性、平面性和π堆积的结构、高的载流子迁移率以及末端拉电子单元的强拉电子能力，因此这类分子拥有强的可见光吸收能力、高的电荷传输性能以及合适的电子能级，适合于作为电子给体或电子受体材料应用于制备有机太阳能电池。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。