有机光电化合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】一种有机光电化合物，由大的有机共轭单元体系和烷烃或类烷烃结构组成，其化合物的化学结构通式如下所示：，通过将双醛端基化化合物与端基前体化合物进行克内费纳格尔缩合反应而制备，该有机光电化合物作为活化层用于太阳能电池、场效应晶体管、有机发光二极管或光伏器件的制备。本发明的优点是：该方法制备的有机光电材料合成步骤简单、容易纯化、结构确定，以本发明中的有机光电材料制备的有机光伏器件具有优越的光伏性能，其光电转化效率可以达到9.95%。
【专利说明】有机光电化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本申请涉及太阳能电池材料领域，特别是一种有机光电化合物及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 太阳能是人类取之不尽、用之不竭、清洁无污染的可再生能源，利用好太阳能能源 也是目前解决化石能源危机的重要途径之一。与传统的无机硅基太阳能电池相比，有机太 阳能电池具有质量轻、成本低、可溶液处理、高的机械柔性、可制成大面积柔性器件等优点， 具有诱人的应用前景。有机聚合物/小分子太阳能电池在近年来得到了突飞猛进的发展。 尽管如此，对于效率的提高，新型给体材料的制备仍然是至关重要的。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。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种有机光电化合物及其制备方法和应 用，该方法制备的有机光电材料步骤简单、容易纯化、结构确定，以本发明中的有机光电材 料制备的有机光伏器件具有较高的光电转化效率。
[0004] 本发明的技术方案： 一种有机光电化合物，由大的有机共轭单元体系和烷烃或类烷烃结构组成，为具有金 属光泽的黑色固体粉末，其化合物的化学结构通式如下所示 式⑴
【权利要求】
1. 一种有机光电化合物，其特征在于：由大的有机共轭单元体系和烷烃或类烷烃结构 组成，为具有金属光泽的黑色固体粉末，其化合物的化学结构通式如下所示：
式⑴， 其中： RrR4分别为H、Ci-Q烷基、Ci-Q烷基取代基，C3-C3(l环烷基、C 3-C3(l环烷基取代基、 烷氧基、CfQ烷硫基、齒代CfQ烷基、齒代C3-C3(l环烧基或齒代烷氧基，且 RJPR2可以相同也可以不同，&和&可以相同也可以不同；R5为H、烷基、烷 基取代基，c 3-c3(l环烷基、c3-c3(l环烷基取代基、Ci-C^烷氧基、卤代Ci-C^烷基、卤代c 3-c3(l 环烷基或齒代CfC^烷氧基；烷基基团可以是任意取代的，亦即取代或未取代的，当被取代 时，取代基团是单独地并且独立地选自下列的一个或多个基团：环烷基、芳基、杂芳基、杂脂 环基、轻基、烧氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、氛基、齒代、撰基、硫代撰基、〇 _氣基甲醜 基、N-氨基甲酰基、0-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰氨基、N-酰氨基、S-亚磺 酰氨基、N-亚磺酰氨基、C-羧基、0-羧基、异氰酸根合、氰硫基、异硫氰酸根合、硝基、甲硅烷 基、三卤代甲烷磺酰基、-NR'R''或包括单-和二-取代的氨基基团在内的氨基，及其被保护 的衍生物；环烷基基团可以是任意取代的，亦即取代或未取代的；当被取代时，取代基团是 单独地并且独立地选自下列的一个或多个基团：环烷基、芳基、杂芳基、杂脂环基、羟基、烷 氧基、芳氧基、疏基、烧硫基、芳硫基、氛基、齒代、撰基、硫代撰基、〇 _氣基甲醜基、N-氣基甲 酰基、〇-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰氨基、N-酰氨基、S-亚磺酰氨基、N-亚 磺酰氨基、C-羧基、0-羧基、异氰酸根合、氰硫基、异硫氰酸根合、硝基、甲硅烷基、三齒代甲 烷磺酰基、-NR' R' '或包括单-和二-取代的氨基基团在内的氨基，及其被保护的衍生物； 4、A2为有机共轭单元，即具有芳香性或与其它单元能形成分子内共轭的有机分子单 元，其选自如下的基团1到基团3, &和4可以相同也可以不同，
上述Αρ A2基团中R6分别为H、Ci-Q烷基、Ci-Q烷基取代基、C3-C 3(l环烷基、C3-C3(l环 烷基取代基、烷氧基或其卤素取代的衍生物，所述卤素系指溴、氯、氟或碘。
2. 如权利要求1所述有机光电化合物，其特征在于结构式为：
其中， 札至R4分别独立地选自H、Ci-Q烷基、c3-c3(l环烷基、Ci-Q烷氧基、卤代Ci-Q烷基、 卤代c3-c3(l环烷基或卤代Ci-Q烷氧基，其中R2和R3可以相同也可以不同。
3.如权利要求2所述有机光电化合物，其特征在于结构式为：
化合物（7)。
4. 一种如权利要求1-3所述有机光电化合物的制备方法，其特征在于：通过将双醛端 基化化合物与端基前体化合物进行克内费纳格尔（Knoevenagel)缩合反应而制得，包括以 下步骤： 1) 在氩气保护下，将单醛端基溴代物与硫烷基取代的苯并二噻吩双锡化单体、溶剂a 甲苯和催化剂a三苯基膦钯混合，加热回流反应1-7天，以二氯甲烷-石油醚为洗脱剂，过 柱分离，制得中间体双醛端基化化合物； 2) 将上述双醛端基化化合物、2-乙基罗丹宁或辛基氰酸酯、溶剂b和催化剂b混合，力口 热回流24小时，用三氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经柱分离， 制得有机光电化合物。
5. 根据权利要求4所述有机光电化合物的制备方法，其特征在于：所述单醛端基溴代 物为5''，-溴-3, 3'，-二辛基-[2, 2' ： 5'，2''-四噻吩]-5-醛；单醛端基溴代物与硫烷基 取代的苯并二噻吩双锡化单体的质量比为2:1，溶剂a甲苯与硫烷基取代的苯并二噻吩双 锡化单体的用量比为10-100升/摩尔，催化剂a Pd(PPh3)4与硫烷基取代的苯并二噻吩双 锡化单体的摩尔比为〇. 1-20 :100。
6. 根据权利要求4所述有机光电化合物的制备方法，其特征在于：所述溶剂b为氯仿、 三氯甲烷、二氯甲烷和四氢呋喃中的一种或两种以上任意比例的混合物；溶剂b与双醛端 基化化合物的用量比为10-30升/摩尔。
7. 根据权利要求4所述有机光电化合物的制备方法，其特征在于：所述催化剂b为三 乙胺和哌啶中的一种或两种任意比例的混合物，以及乙酸铵、丙酸铵和丁酸铵中的一种或 两种以上任意比例的混合物；催化剂b与双醛端基化化合物的摩尔比为2:10。
8. -种如权利要求1所述有机光电化合物的应用，其特征在于：作为活化层用于太阳 能电池、场效应晶体管、有机发光二极管或光伏器件的制备。
【文档编号】H01L51/54GK104119355SQ201410311092
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】陈永胜, 万相见, 阚斌, 张倩, 王云闯, 李淼淼, 倪旺 申请人:南开大学