The invention belongs to the technical field of organic small molecule photovoltaic materials, and discloses a porphyrin organic small molecule photovoltaic material and a preparation method thereof. The structural formula of the porphyrin organic small molecule photovoltaic material is as follows. The porphyrin small molecule organic photovoltaic materials, to the porphyrin ring as the basic framework, the plurality of porphyrin ring connected to construct multi porphyrin skeleton via alkyne bonds, then modified in the unsubstituted porphyrin intermediate position. Multi porphyrin organic small molecule photovoltaic material of the invention improves the absorption of light material, improve the material between the Pi Pi film under the condition of molecular packing; improve the film-forming properties of materials, using the materials of the present invention, organic photovoltaic cells by solution processing method for preparation of devices with good performance the highest, the solar energy conversion efficiency reached 8%, with applications in solar cell.
【技术实现步骤摘要】
一种多卟啉有机小分子光伏材料及其制备方法
本专利技术属于有机小分子光伏材料领域,特别涉及一种多卟啉有机小分子光伏材料及其制备方法。
技术介绍
太阳能是一种可再生的清洁能源,是一个巨大的能源宝库,对太阳能的开发利用越来越受到人类的关注。但太阳能的能量密度低、不易直接利用,需要转化成其它能源才能很好的利用。在太阳能的有效利用中,利用光电池将太阳能转化为电能是近些年来发展最快、最具活力的研究领域。可溶液处理的有机聚合物和有机小分子材料太阳能电池具有低成本、易于加工(如可旋涂、喷墨打印等)、适于制备大面积柔性器件等潜在的优势,不仅可以简化器件的制备过程,也可以大大降低了制备成本,从而受到了广泛的关注。电池活性材料中的给体材料可根据分子量的大小分为共轭聚合物和有机小分子,聚合物容易成膜,但产物不容易提纯,分子量分布宽,且每批次合成出来的产品由于分子量及其分布存在差异导致太阳能电池的效率常常存在较大的差异,而有机小分子却不存在这些问题,因此有机小分子在有机太阳能电池中存在其独特的优势。光合作用是绿色植物通过叶绿素吸收光后,进行光化学反应来储存能量,从而为人类提供食物和能源等。卟啉的结构跟叶绿素相似,具有大的π共轭体系和高的摩尔吸光系数,电子能够快速地从给体转移到受体,容易通过外围基团和空腔金属的修饰来改变其物理化学性质,卟啉及其衍生物是最早被作为光活性材料应用于有机太阳能电池的材料之一。然而,基于卟啉及其衍生物有机太阳能电池的光电转换效率却很低。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本专利技术的目的在于提供一种多卟啉有机小分子光伏材料,有效地增大了分子的π共轭 ...
【技术保护点】
一种卟啉有机小分子光伏材料,其特征在于:其结构式为式Ⅰ:
【技术特征摘要】
1.一种卟啉有机小分子光伏材料,其特征在于:其结构式为式Ⅰ:其中:A不存在或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;m为2、3或4。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...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭小彬,赖天奇,肖练钢,张琳,刘昶,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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