一种含芴环基团的非稠环有机小分子材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种含芴环基团的非稠环有机小分子材料及其制备方法和应用，以2,7‑二(4,4,5,5‑四甲基‑1,3‑二氧‑2‑硼烷基)‑9,9‑二辛基芴为中心核单元，引入噻吩单元以增强分子主链的π共轭，在此基础上引入苯并噻二唑增加所得分子的缺电子能力，再在两边接上噻吩单元可扩展共轭并最终降低分子的能带隙，噻吩上的侧链可以改善分子溶解性，两端再接上含氟的氰基茚酮单元使得整个分子内形成有效的电荷转移。

【技术实现步骤摘要】
一种含芴环基团的非稠环有机小分子材料及其制备方法和应用
本专利技术属于有机光伏材料领域，尤其涉及非稠环有机小分子受体材料的设计、合成及器件的制备。
技术介绍
有机光伏(OPV)太阳能电池具有一些独特的优点，例如以低成本制造的潜力，以及它们可以是半透明的，在可见光下高度透明，柔韧和轻质。这些特性对于构建集成太阳能发电和便携式设备具有吸引力。OPV电池中的活性层通常由电子给体(低电离能材料)和电子受体(高电子亲和力材料)的混合物组成，其具有本体异质结结构，有助于确保有效的光吸收、电荷分离、传输电子和空穴到它们相应的电极。在过去的二十年中，富勒烯衍生物已成为有机太阳能电池中使用最广泛的电子受体。然而，它们的缺点，如光吸收弱，形态不稳定性，限制了该领域的可持续发展，有机非富勒烯受体提供了克服富勒烯受体的这些缺陷的可能性。以芴环为中心核单元，芴环及其衍生物具有刚性平面的内联苯单元，可使其具有一定的光热稳定性，可进行的修饰部分很多，具有很宽的能隙，在分子链末端引入氟原子，可以有效调节材料能级。因此，合成含有芴环的有机非稠环小分子受体材料有非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含芴环基团的非稠环有机小分子材料，其特征在于，其结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种含芴环基团的非稠环有机小分子材料，其特征在于，其结构式为：



其中R1、R2任选自H或F。


2.一种如权利要求1所述的含芴环基团的非稠环有机小分子材料Flu-R1制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：在氮气环境下，将2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼烷基)-9,9-二辛基芴和5-溴噻吩-2-甲醛溶解在四氢呋喃中，将碳酸钾水溶液和四三苯基膦钯加入到混合液中，85℃反应24h，得到绿色固体产物化合物1；
步骤2)：氮气氛围下，将化合物1和3-(二氰基亚甲基)靛酮或5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮溶解在三氯甲烷中，加入吡啶，65℃下反应12h；
步骤3)：采用柱层层析法、重结晶分离出所述非稠环小分子受体材料Flu-H、Flu-F。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)四三苯基膦钯用量是2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼烷基)-9,9-二辛基芴用量的3～5％mol，碳酸钾用量是2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼烷基)-9,9-二辛基芴摩尔量的3倍。


4.一种如权利要求1所述的含芴环基团的非稠环有机小分子材料BTT6IC-R2制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)：在无水无氧环境中，将3-己基噻吩溶于无水四氢呋喃中，低温下加入正丁基锂发生氢锂交换反应，生成新的有机锂化物，随后加入三丁基氯化锡反应，经后续处理得到化合物2；化合物2的结构式如下：



步骤2)：在无水无氧环境中，将4，7-二溴苯并噻二唑与化合物2混合后进行stille偶联反应，经后处理得到化合物3；化合物3的结构式如下：



步骤3)：在无水无氧环境中，将无水二甲基甲酰胺与三氯氧磷混合后，加入溶于1,2-二氯乙烷的化合物3，发生Vilsmeier-Haack反应，经过后处理得到化合物4；化合物4的结构式如下：



步骤4)：在催化体系中，将2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧-2-硼烷基)-9,9-二辛基芴与化合物4混合后进行Suzuki-Miyaura反应，经过后处理得到化合物5；化合物5的结构式如下：



步骤5)：将所得化合物5与3-(二氰基亚甲基)靛酮或5,6-二氟-3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，庄园，蔡金龙，汪亮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42