[发明专利]一种窄带隙共轭分子及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种窄带隙共轭分子，其特征在于，该材料是基于噻吩-苯噻唑的结构体系，同时以三并咔唑为端基封端，是一种典型的三并咔唑类给体（D）-受体（A）-给体（D）型共轭分子材料；该材料具有如式I的结构： 

其中A为式II中的苯并噻唑（A1）或噻吩联苯并噻唑（A2或A3）： 

其中，R为C1-C20的烷基或烷氧基；*为连接位置；N是氮原子；S是硫原子。 

2.权利要求1所述一种窄带隙共轭分子的制备方法，其特征在于，该三并咔唑类D-A-D型衍生物的材料的制备方法，包括以下步骤： 

步骤1：三并咔唑单硼酸酯制备；氮气保护条件下，将1mol单溴三并咔唑与1.8-2.3mol联硼酸频那醇酯、0.2-0.4mol的Pd(dppf₂)Cl₂催化剂和2-4mol KOAc溶解在20-50mL无水二氧六环溶剂中，控温80-100℃条件下，避光反应24-36h；反应结束经色谱柱纯化得到三并咔唑单硼酸酯；此反应是在Pd(dppf)₂Cl₂/联硼酸频那醇酯作用下进行硼酸酯化反应； 

步骤2：目标产物TM1-TM4即结构式I的反应路线如下： 

(1)TM1的制备：在N₂保护下，将1mol（摩尔）双溴烷基噻吩连苯并噻唑即5、0.8-1.2mol三并咔唑单硼酸酯即2、0.05-0.10mol的Pd(PPh₃)₄催化剂与0.1-0.2mol相转移催化剂336溶于30-75mL的甲苯和10-25mL的K₂CO₃水溶液中，控温80-100℃反应24-48h；反应结束经色谱柱纯化得到目标产物即结构式TM1。 

(2)TM2的制备：在N₂保护下，将1mol（摩尔）双溴苯并噻唑即3、2.5-3.5mol三并咔唑单硼酸酯即2、0.05-0.10mol的Pd(PPh₃)₄催化剂与0.1-0.2mol相转移催化剂336溶于30-75mL的甲苯和10-25mL的K₂CO₃水溶液中，控温80-100℃反应24-48h；反应结束经色谱柱纯化得到目标产物即结构式TM2； 

(3)TM3的制备：在N₂保护下，将1mol（摩尔）双溴烷基噻吩连苯并噻唑及5、2.5-3.5mol三并咔唑单硼酸酯、0.05-0.10mol的Pd(PPh₃)₄催化剂与0.1-0.2mol相转移催化剂336溶于30-75mL的甲苯和10-25mL的K₂CO₃水溶液中，控温80-100℃反应24-48h；反应结束经色谱柱纯化得到目标产物即结构式TM3； 

(4)TM4的制备：在N₂保护下，将1mol（摩尔）双溴噻吩连苯并噻唑即4、2.5-3.5mol三并咔唑单硼酸酯即2、0.05-0.10mol的Pd(PPh₃)₄催化剂与0.1-0.2mol相转移催化剂336 溶于30-75mL的甲苯和10-25mL的K₂CO₃水溶液中，控温80-100℃反应24-48h；反应结束经色谱柱纯化得到目标产物即结构式TM4。 

3.权利要求1所述一种窄带隙共轭分子材料的应用，其特征在于，该三并咔唑类D-A-D型衍生物用作活性层材料应用于制作高效有机太阳能电池 。