[发明专利]含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物及其制备方法与应用，该有机光电化合物制备方法为：在惰性气氛保护下，将下列双三甲基锡端基化合物与卤代端基化合物进行施蒂勒偶联反应得到有机光电化合物，反应温度为100～140℃，反应时间为5～24小时，双三甲基锡端基化合物与卤代端基化合物的摩尔比为1：2～3.5。该光电化合物作为小分子供体光伏材料具有较高的光电转换效率，因此能够广泛应用于光电领域制备场效应晶体管、有机发光二极管和太阳能电池等光电器件。

技术领域

本发明属于光伏材料领域，具体涉及含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物及其制备方法与应用。

技术背景

随着对太阳能的利用越来越广泛，寻找一种低成本的将太阳能转变为电能的方法越来越重要，薄膜有机太阳能电池引起了人们的关注。传统的富勒烯衍生物型的太阳能电池，具有可见光吸收有限、成本高、热稳定性差等缺点。因此合成共轭聚合物和小分子来替代非富勒烯受到了人们的关注。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物及其制备方法与应用，该光电化合物作为小分子供体光伏材料具有较高的光电转换效率，能够广泛应用于光电领域。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<化合物>

本发明提供一种含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物，其特征在于，结构通式为：

式中，A为下述12种单元中的任一种：

X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X₆均为H或F；Y为O、S或Se；R、R1、R2、R3、R4和R5均为H、烃基、杂烃基中的任一种。

进一步地，本发明提供的含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物还可以具有以下特征：烃基为C1-C30的直链、支链、环烃基中的任一种。

进一步地，本发明提供的含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物还可以具有以下特征：杂烃基中取代基为环烃基、杂烃基、羟基、巯基、氰基、羧基、卤素中的至少一种。卤素为氟、氯、溴、碘。

进一步地，本发明提供的含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物的结构通式可以为：

式中，R6和R7为H、烃基、杂烃基中的任一种。

进一步地，本发明提供的含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物的结构通式可以为：

<制备方法>

另外，本发明还提供了一种制备含有烷基硫代噻吩亚乙烯基噻吩基的有机光电化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：在惰性气氛(例如，氮气或氩气)保护下，将下列式IV所示的双三甲基锡端基化合物与式V所示的卤代端基化合物进行施蒂勒(stille)偶联反应得到有机光电化合物；

式中，Z为Br、Cl或I。

进一步地，本发明提供的制备方法还可以具有以下特征：反应温度为100～140℃，反应溶剂为甲苯，反应时间为5～24小时，最佳反应时间为12小时。反应原料及溶剂可事先进行提纯；反应溶剂的用量可为10～100mL/mmol。