本发明专利技术涉及一种螺环有机化合物及其在有机电子器件中的应用。该螺环有机化合物可作为阳极缓冲层材料用于有机或钙钛矿太阳能电池器件中。按照本发明专利技术提供的螺环有机化合物，合成步骤简单，整体制备成本低，可实现产业化应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机光电材料，特别是一种螺环有机化合物及其在有机电子器件中的应用。
技术介绍
1、太阳能作为一种绿色的可再生能源，取之不尽用之不竭。太阳能电池基于光生伏特效应，可以将太阳能直接转化为现代社会所需的电能，受到学界与产业界的广泛关注。目前，各类新型薄膜光伏器件中，钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池的发展尤为瞩目，其中：单节钙钛矿太阳能电池光电转化效率已超过26％，单节有机太阳能电池光电转化效率已超过19％，具有巨大的应用前景。
2、阳极缓冲层材料根据种类的不同可分为无机类(v2o5、moo3、wo3、nio等)、有机聚合物类(ptaa、pedot:pss等)以及有机小分子类(spiro-ometad、meo-2pacz等)。其中无机类阳极缓冲层材料其制备过程中通常需要高真空过程或高温退火处理等，不利于大规模产业化。有机聚合物类阳极缓冲材料存在价格昂贵、需加入掺杂剂提高材料空穴迁移率和材料本身具有腐蚀性、吸湿性等问题，会破坏钙钛矿层进而影响电池的稳定性，大规模应用受到限制。而有机小分子类阳极缓冲材料面临稳定性较差以及器件性能不佳等问题。
3、因此，设计出结构简单、成本低廉、稳定性较好的阳极缓冲材料对于实现太阳能电池器件的产业化发展至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型螺环有机化合物，可作为阳极缓冲材料用于有机或钙钛矿太阳能电池器件中。按照本专利技术提供的螺环有机化合物，合成步骤简单，整体制备成本低，可实现产业化应用。
2、为实现本专利技术的目的，解决的具体技术方案如下：
3、一种螺环有机化合物，具有如通式(i)或通式(ii)所示的结构：
4、
5、其中，
6、l1、l2独立选自具有1至10个c原子的直链烷基、具有3至10个c原子的支链烷基、具有6至10个环原子的芳香基团、具有5至10个环原子的杂芳香基团，或上述基团组合形成的基团；
7、x选自单键、o、s、cr5r6、c＝o、sir5r6、si＝o、nr7、s(＝o)2或*—x—*不存在；
8、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7每次出现，独立选自-h、-d、具有1至10个c原子的直链烷基、具有1至10个c原子的直链烷氧基、具有1至10个c原子的直链烷硫基、具有3至10个c原子的支链或环状的烷基、具有3至10个c原子的支链或环状的烷氧基、具有3至10个c原子的支链或环状的烷硫基、氰基、羟基、硝基、-cl、-br、-f、-i、具有6至10个环原子的芳香基团、具有5至10个环原子的杂芳香基团，或上述基团组合形成的基团；
9、n选自0、1、2、3、4或5；
10、m选自0、1、2、3或4；
11、*表示连接位点。
12、按照本专利技术所述的螺环有机化合物结构中含有膦酸基团的原因在于：含膦酸基团的有机化合物可以在透明导电玻璃上以二齿键或三齿键形成单分子层，钝化表面以减少电荷复合带来的损失，从而提高有机电子器件的性能。
13、当*—x—*不存在时，按照本专利技术所述的螺环有机化合物可选自如下任一结构：
14、
15、当*—x—*不存在时，n选自0、1、2、3、4或5。
16、当x选自单键、o、s、cr5r6、nr7，按照本专利技术所述的螺环有机化合物可选自如下任一结构：
17、
18、当x选自单键、o、s、cr5r6、nr7，n选自0、1、2、3、4。
19、在一实施例中，r1、r2、r3、r4每次出现，独立选自-h、-d、具有1至6个c原子的直链烷基、具有1至6个c原子的直链烷氧基、具有1至6个c原子的直链烷硫基、具有3至6个c原子的支链或环状的烷基、具有3至6个c原子的支链或环状的烷氧基、具有3至6个c原子的支链或环状的烷硫基、氰基、羟基、硝基、-cl、-br、-f、-i、具有6至10个环原子的芳香基团、具有6至10个环原子的杂芳香基团，或上述基团组合形成的基团。
20、优选地，r1、r2、r3、r4每次出现，独立选自-h、-d、甲基、乙基、异丙基、丁基、叔丁基、丙基、甲氧基(-och3)、甲硫基(-sch3)、羟基、氰基、硝基、-cl、-br、-f、-i、-cf3、苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、噻吩基、呋喃基，或上述基团组合形成的基团。
21、更优选的，r1、r2同时出现和/或r3、r4同时出现。r1、r2选自相同的基团和/或r3、r4选自相同的基团。
22、在一优选地实施例中，所述选自如下基团：
23、
24、在一实施例中，r5、r6独立选自具有1至6个c原子的直链烷基，或具有1至6个c原子的支链烷基；进一步地，r5、r6选自甲基。
25、在一实施例中，r7选自未取代或被r*取代的具有6个环原子的芳香基团或杂芳香基团；其中r*选自具有1至6个c原子的直链烷基，或具有3至6个c原子的支链烷基。优选的，r7选自苯基、吡啶基、被一个或多个甲基取代的苯基、被一个或多个甲基取代的吡啶基。
26、具体地，所述通式(i)和通式(ii)中选自如下基团：
27、
28、
29、其中：*表示连接位点。
30、在一实施例中，所述l1独立选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、或呋喃基、或噻吩基、或苯基、或联苯基、或吡啶基、或苯并噻二唑基,或上述基团组合形成的基团。
31、在一实施例中，所述l2独立选自呋喃基、或噻吩基、或苯基、或联苯基、或吡啶基、或苯并噻二唑基,或上述基团组合形成的基团。
32、在本专利技术中，有机光伏器件、有机太阳能电池、opv具有相同的含义，可以互换。
33、在本专利技术中，钙钛矿光伏器件，钙钛矿太阳能、psc电池具有相同的含义，可以互换。
34、在本专利技术中，同一取代基多次出现时，可独立选自不同基团。如通式含有多个r1、r2、r3、r4，则多个r1可独立选自相同或不同基团，则多个r2可独立选自相同或不同基团，则多个r3可独立选自相同或不同基团，则多个r4可独立选自相同或不同基团。
35、在本专利技术中，“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如，单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时，取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”，在没有特别说明的条件下也是同样的。例如，苯环的环原子数为6，萘环的环原子数为10，噻吩基的环原子数为5。
36、“芳基或芳香基团”是指在芳香环化合物的基础上除去一个氢原子衍生的芳族烃基，可以为单环芳基、或稠环芳基、或多环芳基，对于多环的环种，至少一个是芳族环系。合适的实例包括但不限于：苯基、联苯基、三联苯基、萘基。
37、“杂芳基或杂芳香基团”是指在芳基的基础上至少一个碳原子被非碳原子所本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种螺环有机化合物，其特征在于：所述螺环有机化合物具有如通式(I)或通式(II)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：所述螺环有机化合物选自如下任一结构：
3.根据权利要求1或2所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：R1、R2、R3、R4每次出现，独立选自-H、-D、甲基、乙基、异丙基、丁基、叔丁基、丙基、甲氧基、甲硫基、羟基、氰基、硝基、-Cl、-Br、-F、-I、-CF3、苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、噻吩基、呋喃基，或上述基团组合形成的基团。
4.根据上述任意一项权利要求所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：R5、R6独立选自具有1至6个C原子的直链烷基，或具有1至6个C原子的支链烷基；
5.根据权利要求1或2所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：通式(I)和通式(II)中选自如下基团：
6.根据权利要求1所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：所述L1独立选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、或呋喃基、或噻吩基、或苯基、或联苯基、或吡啶基、或苯并噻二唑基，或上述基团组合形成的基团。
7.根据权利要求1所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：所述L2独立选自呋喃基、或噻吩基、或苯基、或联苯基、或吡啶基、或苯并噻二唑基，或上述基团组合形成的基团。
8.一种螺环有机化合物，其特征在于：选自如下任一结构：
9.一种阳极缓冲层材料，其特征在于：所述阳极缓冲层材料选自权利要求1-8任一项所述的螺环有机化合物。
10.一种有机电子器件，所述有机电子器件至少包含一阳极缓冲层，其特征在于：所述阳极缓冲层材料选自权利要求1-8任一项所述的螺环有机化合物。
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【技术特征摘要】
1.一种螺环有机化合物，其特征在于：所述螺环有机化合物具有如通式(i)或通式(ii)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：所述螺环有机化合物选自如下任一结构：
3.根据权利要求1或2所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：r1、r2、r3、r4每次出现，独立选自-h、-d、甲基、乙基、异丙基、丁基、叔丁基、丙基、甲氧基、甲硫基、羟基、氰基、硝基、-cl、-br、-f、-i、-cf3、苯基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、噻吩基、呋喃基，或上述基团组合形成的基团。
4.根据上述任意一项权利要求所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：r5、r6独立选自具有1至6个c原子的直链烷基，或具有1至6个c原子的支链烷基；
5.根据权利要求1或2所述的一种螺环有机化合物，其特征在于：通式(i...
【专利技术属性】
技术研发人员：裘伟明，肖立清，温传旺，杨曦，张静，
申请(专利权)人：广州追光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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