[发明专利]一类卟啉有机小分子光伏材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一类卟啉有机小分子光伏材料，其特征在于：具有式Ⅰ的结构：

其中：A为取代或未取代的芳香环共轭桥；B为端基染料基团；M为金属离子或氢；Ar为氢、烷基、烷氧基、取代或未取代的芳香基团。

2.根据权利要求1所述卟啉有机小分子光伏材料，其特征在于：所述Ar为氢，烷基，烷氧基，取代或未取代的由碳氢构成的芳香环，取代或未取代的由碳氢氧构成的芳香杂环，取代或未取代的由碳氮氧氢构成的芳香杂环，取代或未取代的由碳硫氢原子构成的芳香杂环，取代或未取代的由碳硅氢原子构成的芳香杂环，取代或未取代的由碳氮硫氢构成的芳香杂环，取代或未取代的由碳硅硫氢构成的芳香杂环，取代或未取代的由碳硅硫氢构成的芳香杂环，取代或未取代的碳氢硒构成的芳香杂环中的一种以上；

所述取代的芳香基团中取代基团为烷基、氟代烷基、烷氧基、酯基、羰基中的一种以上。

3.根据权利要求2所述卟啉有机小分子光伏材料，其特征在于：所述Ar为结构式1～12中的一种：

其中，R₁和R₂相同或不同，为含碳数为0-20的烷基或烷氧基，碳数为0时，R₁和R₂为氢、OH。

4.根据权利要求1所述卟啉有机小分子光伏材料，其特征在于：所述A为取代或未取代的，碳氢构成的芳香环、碳氮氢构成的芳香杂环、碳氮氧氢构成的芳香杂环、碳氢氧构成的芳香杂环、碳硫氢构成的芳香杂环、碳氮氧硫氢构成的芳香杂环、碳硅氢构成的芳香杂环、碳氮硫氢构成的芳香杂环、碳氢硒构成的芳香杂环和碳硅硫氢构成的芳香杂环中的一种以上基团构成的共轭侨，构造共轭侨的基本单元数为0、1、2、3或4；

所述取代的芳香环共轭侨中取代基团为烷基、氟代烷基、烷氧基、酯基、羰基中的一种以上。

5.根据权利要求4所述卟啉有机小分子光伏材料，其特征在于：所述A为结构式13～26中的一种：

其中，同一结构中R相同或不同，R为含碳数为0-20的烷基或烷氧基，碳数为0时，R为氢、OH。

6.根据权利要求1所述卟啉有机小分子光伏材料，其特征在于：

所述M为金属离子时，金属离子为锌离子、铜离子、镁离子或镍离子；所述B为结构式27～44中的一种：

其中，R₁和R₂相同或不同，为含碳数为0-20的烷基或烷氧基，碳数为0时，R₁和R₂为氢、OH。

7.根据权利要求1～6任一项所述卟啉有机小分子光伏材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

采用Sonogashira偶联反应制备：在惰性气体氛围下,以有机溶剂为反应介质，通过催化体系，将双乙炔基卟啉与溴化物进行加热反应，后续处理，得到卟啉有机小分子光伏材料；

所述双乙炔基卟啉的结构为所述溴化物的结构为Br-B；

双乙炔基卟啉的结构中的M、Ar、A与卟啉有机小分子光伏材料的化学结构式Ⅰ中M、Ar、A相同；所述溴化物结构中B与卟啉有机小分子光伏材料的化学结构式Ⅰ中B相同。

8.根据权利要求7所述卟啉有机小分子光伏材料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲苯和三乙胺的混合物或四氢呋喃和三乙胺的混合物，所述催化体系为四(三苯基磷)合钯和碘化亚铜；

所述加热反应的温度为60～80℃，反应的时间为48～72小时；

所述溴化物的摩尔量为双乙炔基卟啉的摩尔量的3～6倍，所述催化体系中四(三苯基磷)合钯的摩尔量为双乙炔基卟啉摩尔量的10～12％，所述碘化亚铜为双乙炔基卟啉摩尔量的10～12％。

9.根据权利要求7所述卟啉有机小分子光伏材料的制备方法，其特征在于：所述后续处理是指将反应液冷却，水洗，萃取，旋干，然后通过硅胶柱层析和凝胶柱纯化，旋干，真空干燥；

所述萃取是指用氯仿、二氯甲烷或氯苯进行萃取。

10.根据权利要求1～6任一项所述卟啉有机小分子光伏材料的应用，其特征在于：所述卟啉有机小分子光伏材料用于制备太阳能电池。