[发明专利]一种基于苝酰亚胺的有机光伏材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于苝酰亚胺的有机光伏材料，其特征在于，该材料以苝酰亚胺作为基本构筑单元，通过碳氮双键连接不同共轭基团而构成，具有如下式I所示的通式结构：

其中，N是氮原子；O为氧原子；

所述的Ar单元为苯基化合物，选自下式结构中的一种：

其中，*为连接位置，R为C₁～C₁₀的烷基链、C₁～C₁₀烷氧基链、C₅～C₃₀环烷基、C₂～C₃₀杂烷基链中的一种；O是氧原子；N是氮原子。

2.一种如权利要求1所述的基于苝酰亚胺的有机光伏材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将苝酰亚胺(A)溶于二氯甲烷中，将发烟硝酸逐滴加入到上述溶液中，常温搅拌2-10小时，反应结束后分离提纯获得硝基苝酰亚胺(B)；

步骤2：将硝基苝酰亚胺(B)溶于四氢呋喃中，加入钯碳催化剂，并逐滴加入水合肼反应6-12小时，反应结束后分离提纯获得氨基苝酰亚胺(C)；

步骤3：将氨基苝酰亚胺(C)和单醛基的共轭单元溶于乙醇中，加入乙酸，搅拌12-36小时，反应结束后分离提纯获得基于苝酰亚胺的有机光伏材料(D)。

3.一种如权利要求2所述的基于苝酰亚胺的有机光伏材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，将氨基苝酰亚胺(C)和单醛基的共轭单元溶于溶剂中，加入乙酸，搅拌12-24小时，反应结束后分离提纯获得式I结构材料(D)：

4.根据权利要求2所述的一种基于苝酰亚胺的有机光伏材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述苝酰亚胺溶于二氯甲烷中，制成浓度为0.01-0.1mol/L的PDI溶液，每10g苝酰亚胺对应滴加发烟硝酸10mL，再经洗涤、萃取、干燥、纯化后得到硝基苝酰亚胺PDI-NO₂。

5.根据权利要求2所述的一种基于苝酰亚胺的有机光伏材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述硝基苝酰亚胺PDI-NO₂溶于四氢呋喃中制成浓度为0.01-0.1mol/L的PDI-NO₂溶液，添加的钯碳与PDI-NO₂的摩尔比为(0.01～0.1)：1，每5g硝基苝酰亚胺对应滴加水合肼5mL，再经抽滤除去钯碳、纯化后得到氨基苝酰亚胺PDI-NH₂。

6.根据权利要求2所述的一种基于苝酰亚胺的有机光伏材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述氨基苝酰亚胺PDI-NH₂ 1.4mmol和单醛基的共轭单元2-4mmol溶于乙醇中制成浓度为0.01-0.1mol/L的PDI-NH₂溶液，加入乙酸1mL，80℃搅拌，再经萃取、干燥、纯化后得到基于苝酰亚胺的有机光伏材料。

7.一种如权利要求1所述的基于苝酰亚胺的有机光伏材料的应用，其特征在于，该材料作为活性层材料或辅助组分应用于二元、多元或叠层等有机太阳能电池器件。