基于端基烷基链异构的小分子给体材料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于小分子给体材料技术领域，具体公开了基于端基烷基链异构的小分子给体材料及其制备与应用。所述小分子给体材料是以结构异构的氰乙酸正辛酯或氰乙酸异辛酯为端基，结合二维氯代噻吩并噻吩核心及桥联共轭单元共同构筑端基烷基链异构(即直链型辛烷基和支链型2‑乙基己基)的A‑π‑D‑π‑A型小分子给体材料。所述小分子给体材料制备方法简单，端基原料便宜易得，通过Still交叉偶联和Knoevenagel缩合两步反应合成；两个材料拥有相近的电化学和光学半导体性能，但端基烷基链异构使两者在溶解度、分子互溶性和分子堆积上都展现出较大的差异；当两者应用于有机太阳能电池器件，均展现出优异的光伏性能，显著提升了小分子太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
基于端基烷基链异构的小分子给体材料及其制备与应用
本专利技术涉及有机小分子光伏器件或有机小分子太阳能电池
，具体涉及小分子给体材料
，特别是涉及基于端基烷基链异构的小分子给体材料及其制备与应用。
技术介绍
有机太阳能电池，凭借材料结构多样可调控、器件加工性能好、质轻、柔性、可溶液法处理及低成本大面积印刷制备等优点，成为第三代太阳能电池中极具竞争力的发展体系，具有极大的市场应用前景。近年来，伴随有机半导体材料的不断丰富以及器件结构和工艺的持续改进，整个有机太阳能电池领域发展突飞猛进，电池效率不断突破新高。2018年，叠层有机太阳能电池效率相继突破15％和17％，2019年新型稠环电子受体Y6的诞生，将有机太阳能电池光电转换效率推向新高度，截止目前，单层有机太阳能电池的光电转换效率已超过18％，引起学术界和工业界的广泛关注，也加快了有机太阳能电池商业化和产业化步伐。多年来，基于聚合物给体和小分子受体的太阳能电池一直是有机太阳能电池研究的重点和热点，聚合物给体材料的设计合成，以及基于聚合物器件形貌、机理等研究取得了一系列重要的进展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于端基烷基链异构的小分子给体材料，其特征在于，所述小分子给体材料是以氰乙酸正辛酯或氰乙酸异辛酯为端基，结合二维氯代噻吩并噻吩核心单元及桥联共轭单元，共同构筑成端基烷基链异构的A-π-D-π-A型小分子给体材料，所述小分子给体材料的分子结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.基于端基烷基链异构的小分子给体材料，其特征在于，所述小分子给体材料是以氰乙酸正辛酯或氰乙酸异辛酯为端基，结合二维氯代噻吩并噻吩核心单元及桥联共轭单元，共同构筑成端基烷基链异构的A-π-D-π-A型小分子给体材料，所述小分子给体材料的分子结构式如下所示：



其中，R为端基烷基链，所述端基烷基链选自如式I-a或式I-b所示的基团：



式I-a为直链型辛烷基，式I-b为支链型2-乙基己基，式I-a、式I-b中的“*”表示连接位置。


2.根据权利要求1所述的基于端基烷基链异构的小分子给体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)Still交叉偶联反应：将化合物II和化合物III溶于有机溶剂中，加入催化剂，在惰性气体保护条件下加热搅拌反应，反应结束后将反应液后处理得化合物IV；
(2)Knoevenagel缩合反应：式化合物IV和化合物V溶于有机溶剂中，加入催化剂，进行反应，反应结束后将反应液后处理得所述小分子给体材料；所述化合物V选自化合物V-a或V-b中的一种；
其中，化合物II、III、IV、V-a、V-b的分子结构式如下所示：





3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，化合物II和III的物质的量比例为1∶2～1∶2.5；
和/或，所述步骤(2)中，化合物IV和V的物质的量比例为1∶10～1∶25。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述有机溶剂选自无水无氧甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的任意一种，所述催化剂为钯催化剂，所述钯催化剂选自四三苯基膦钯、双(二亚苄基丙酮)钯、双(三苯基膦)二氯化钯中的任意一种；和/或，所述步骤(2)中，所述有机溶剂为三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中任意一种；
和/或，所述步骤(2)中，所述催化剂选自三乙胺、哌啶、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯中的任意一种；
和/或，所述步骤(1)中，催化剂与化合物II的物质的量比例为1∶5～1∶20；
和/或，所述步骤(2)中，催化剂与化合物IV的物质的量比例为1∶5～1∶15；和/或，所述步骤(1)中，加热反应温度为120～135℃；
和/或，所述步骤(1)中，加热反应时间为12～48h；
和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，胡定琴，唐骅，肖泽云，陆仕荣，孙宽，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50