一种二维共轭苯并二呋喃类有机小分子光伏材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二维共轭BDF类有机小分子光伏材料及其制备方法和应用。本发明专利技术将含有噻吩共轭侧链的苯并[1,2‑b；3,4‑b]二呋喃(BDF)单元，通过Stille偶联的方法，将BDF单元通过碳‑碳单键与另一个芳香杂环相连接，得到二维共轭BDF类有机小分子，结构如式(Ⅰ)所示。这些有机小分子光伏材料具有宽的可见光区吸收，合适的HOMO以及LUMO能级和相对较窄的带隙。以此类有机分子为电子给体、PC61BM为电子受体制备了有机太阳能电池，其最高能量转换效率可达到3.7％，具有良好的光电转换效率。

Two dimensional conjugate benzo two furan organic small molecule photovoltaic material and preparation method and application thereof

The invention discloses a two-dimensional conjugated type BDF organic small molecule photovoltaic material, a preparation method and an application thereof. The present invention contains thiophene conjugated side chain benzene and [1,2 B; 3,4 b] two furan (BDF) unit, through the method of Stille coupling, BDF unit of the carbon carbon bond with another aromatic heterocyclic connected two-dimensional conjugate BDF class of small organic molecules, such as the type of structure (I) show. These organic small molecule photovoltaic materials have broad visible absorption, suitable HOMO and LUMO levels, and relatively narrow band gaps. Organic solar cells were prepared with such organic molecules as electron donors and PC61BM as electron acceptors. The highest energy conversion efficiency could reach 3.7% and good photoelectric conversion efficiency was achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种二维共轭苯并二呋喃类有机小分子光伏材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及光伏材料
，具体涉及一种二维共轭苯并二呋喃类有机小分子光伏材料及其制备方法和应用。
技术介绍
苯并二杂环(苯并二噻吩和苯并二呋喃)类聚合物在太阳能电池领域表现出了非常优异的性能[BoLiu,XuewenChen,YuehuiHe,YongfangLi,XinjunXu,LuXiao,LidongLi,andYingpingZou.JournalofMaterialsChemistryA,2013,1,570-577；BoLiu,XuewenChen,YingpingZou,LuXiao,XinjunXu,YuehuiHe,LidongLi,andYongfangLi.Macromolecules,2012,45,6898-6905.]。尤其是在苯并[1,2-b；3,4-b]二噻吩(BDT)或苯并[1,2-b；3,4-b]二呋喃(BDF)的主链上引入噻吩二维共轭侧链后，光伏性能得到明显的提高[LongYe,ShaoqingZhang,WenchaoZhao,HuifengYao,andJianhuiHou本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维共轭苯并二呋喃类有机小分子光伏材料，其特征在于，该有机小分子光伏材料的结构如式(Ⅰ)所示：

【技术特征摘要】
1.一种二维共轭苯并二呋喃类有机小分子光伏材料，其特征在于，该有机小分子光伏材料的结构如式(Ⅰ)所示：其中，R为烷基。2.根据权利要求1所述的苯并二呋喃类有机小分子光伏材料，其特征在于，R为8～12个碳原子的直链或支链烷烃。3.根据权利要求2所述的二维共轭苯并二呋喃类有机小分子光伏材料，其特征在于，所述R选自以下基团中的一种：4.一种如权利要求1-3任一项所述的二维共轭苯并二呋喃类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：1)氩气保护下，无水四氢呋喃注入到2-异辛基噻吩中，滴加正丁基锂，反应1～2小时后，将苯并二呋喃-4,8-二酮加入到反应体系中，45～55℃再反应1～2小时，冷却至室温后，将SnCl2·2H2O溶解到盐酸溶液中并滴加至上述反应液中，继续反应1～2小时后将混合物倒入水中，萃取，旋干溶剂，经硅胶层析柱分离得到化合物1；2)氩气保护下，将化合物1与无水四氢呋喃混合，在-78℃下，往反应体系中缓慢滴加正丁基锂，搅拌0.5～1.5小时，移至室温搅拌1～2小时，再放置在-78℃下，加入三甲基氯化锡，室温下反应过夜，停止反应，反应混合物倒入冰水中，萃取，旋干有机溶剂，析出黄色晶体，重结晶得到化合物2；3)氮气保护下，将化合物2与2’-溴-二(2,5-二烷基-3,6-呋喃基-2-吡咯并吡咯二酮)加入到无水甲苯中，再加入Pd(PPh3)4，110～120℃下反应40～50小时，冷却至室温，沉析，过滤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，陈远道，王晓波，王钢，刘骏，周诗彪，胡霞，何敏，
申请(专利权)人：湖南文理学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43