[发明专利]苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法与应用

说明书

本发明提出了苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法与应用。苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物具有式(I)或(II)所示结构，该化合物用作有机光伏材料中的电子受体时光电转换效率高，是一种具有重要应用前景的有机光伏电池电子受体材料。

技术领域

本发明属于有机化学合成技术领域，具体地，本发明涉及苝单酰亚胺迫位稠合富勒烯类衍生物及其制备方法，还涉及该类化合物在有机光伏电池中作为电子受体材料的应用。

背景技术

自从1985年富勒烯(C60)被发现以来，其独特的结构吸引了物理、化学和生物等领域的科学家的关注。通过对富勒烯进行化学修饰得到的富勒烯衍生物(PCBM)在有机光伏电池领域有着广泛的应用。PCBM类电子受体材料有着很多优点，比如好的溶解性，高的电子迁移率，可以与常见的聚合物给体形成良好的相分离等，然而，PCBM类材料在可见光区有着较弱的吸收。除了富勒烯类受体化合物，近年来，一些非富勒烯类受体材料在光伏领域的应用也取得了很大的进展。

因而，电子受体材料仍有待开发和改进。

发明内容

现有技术中发现苝酰亚胺类化合物有着良好的化学和热力学稳定性，高的载流子迁移率，在可见光区有着强的吸收，且吸收光谱范围易于调节，被认为是最有前景的n型有机半导体材料之一。

基于上述事实的发现，发明人巧妙地设计了一类新的化合物，将富勒烯与苝酰亚胺类化合物通过简单的化学键相结合得到的本发明的化合物，该化合物将富勒烯与苝酰亚胺类化合物的优势结合为一体，即在拥有良好的相分离的同时，又在可见光谱有着高的吸收强度，该化合物能成功应用于构筑有机太阳能电池受体材料。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种化合物。根据本发明的实施例，其为如式(I)或(II)所示的化合物或如式(I)或(II)所示的化合物的立体异构体、互变异构体、溶剂化物或其盐：

其中，各R¹独立地为氢、氘、卤素、CN、NO₂、C_1-60烷基、C_1-60烷氧基、C_3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C_6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、R^a-O-R^b、R^a-S-R^b、R^a-NH-R^b、R^a-O(C＝O)-R^b、R^a-NH(C＝O)-R^b或R^a-S(＝O)₂-R^b，其中，所述C_1-60烷基、C_1-60烷氧基、C_3-60环烷基、3-60个原子组成的杂环基、C_6-60芳基、5-60个原子组成的杂芳基、R^a-O-R^b、R^a-S-R^b、R^a-NH-R^b、R^a-O(C＝O)-R^b、R^a-N(C＝O)-R^b和R^a-S(＝O)₂-R^b各自独立地未被取代或被1、2、3、4或5个选自氘、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO₂和C_1-60烷基的取代基取代；