本发明专利技术属于光电子材料领域，其公开了一种金属卟啉-蒽有机半导体材料及其制备方法和应用；该金属卟啉-蒽有机半导体材料具有结构式(I)；式中：n为1-100间的整数，R1，R2，R3，R4为H、C1-C32的烷基、苯基、含有一个或多个C1-C32的烷基苯或烷氧基苯；M为金属离子。本发明专利技术提供的一种金属卟啉-蒽有机半导体材料，成膜性能好，载流子迁移率高，吸光度强，对光吸收范围宽，提高了其对太阳光的利用率。此外，其制备方法工艺简单、易于操作和控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机半导体材料，更具体的涉及一种金属卟啉-蒽有机半导体材料。本专利技术还涉及金属卟啉-蒽有机半导体材料的制备方法及其应用。
技术介绍
利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究热点和难点。目前用于地面的硅晶电池由于生产工艺复杂、成本高，使其应用受到限制。为了降低电池成本，拓展应用范围，长期以来人们一直在寻找新型的太阳能电池材料。有机半导体材料以其原料易得、廉价、制备工艺简单、环境稳定性好、有良好的光伏效应等优点备受关注。自 1992 年 N. S. Sariciftci 等在 SCIENCE (N. S Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, etal. Science, 1992, 258,1474)上报道共轭聚合物与C6tl之间的光诱导电子转移现象后，人们在聚合物太阳能电池方面投入了大量研究，并取得了飞速的发展，但是仍比无机太阳能电池的转换效率低得多。限制性能提高的主要制约因素有有机半导体材料的光谱响应与太阳辐射光谱不匹配，有机半导体相对较低的载流子迁移率以及较低的载流子的电极收集效率等。为了使聚合物太阳能电池得到实际的应用，开发新型的材料，大幅度提高其能量转换效率仍是这一研究领域的首要任务。卟啉分子是在卟吩环上连有取代基的一类大环化合物的总称，吓吩是由四个吡咯环和四个次甲基桥联起来的单双键交替的平面结构大环离域η电子共轭体系。它们电荷转移和能量转移反应的量子效率较高，具有良好的电子缓冲性和光电磁性，良好的刚柔性和较好热稳定性和环境稳定性。因此，卟啉类有机半导体材料是一类很有前途的材料，其在光伏领域的应用已得到广泛研究。元素周期表中几乎所有的金属和一些非金属元素都可以与卟啉作用形成配合物。在这些化合物中，包括了大部分的主族和副族金属元素，一些镧系金属(1^311，％等)也已经合成。由于卟啉是具有18个π电子的大共轨体系，其环内电子流动性非常好，因此，大多数金属卟啉化合物都有较好的光电性质。蒽具有很好的稳定性和较好的成膜性，并且具有适当的载流子传输特性，其晶体室温下空穴迁移率可达3cm2/V · s,因此，蒽作为有机光伏材料近年来也开始成为研究的新执占。然而含有硅芴的金属卟啉-蒽的有机半导体材料至今仍没有文献和专利报道，这就大大限制了有机半导体材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属卟啉-蒽有机半导体材料，其可以解决上述问题。本专利技术的目的还在于提供一种金属卟啉-蒽有机半导体材料的制备方法及其应用。本专利技术所涉及的金属卟啉-蒽有机半导体材料，具有以下结构(I)权利要求1.具有如下通式(I)的金属卟啉-蒽有机半导体材料2.根据权利要求1所述的金属卟啉-蒽有机半导体材料，其特征在于，所述金属离子为 Ζη2\ Cu2+、Fe2\ Co2+、Cd2+、Pt2+、Zr2\ Mn2+、Ni2+、Pb2+、Sn2+。3.一种金属卟啉-蒽有机半导体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤 步骤Si、氧化剂、第一催化剂存在条件下，将结构式为的4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤Sl中，二吡咯甲烷、第-硅芴衍生物、第二硅芴衍生物的摩尔比为a b c = 1100100，其中a =b+c，且a > b > 0 ；所述第一催化剂为丙酸、三氟乙酸；所述氧化剂为二氯二氰基苯醌；所述第一有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷中的一种或两种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述硅芴卟啉衍生物和溴化剂的用量摩尔比为1 2 1 5;所述溴化剂为N-溴代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液、N-溴代丁二酰亚胺的氯仿溶液、N-溴代丁二酰亚胺的二甲基酰胺溶液或N-溴代丁二酰亚胺的邻二氯苯溶液中的至少一种；所述第二有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、二甲基酰胺或邻二氯苯中的至少一种。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述二溴硅芴卟啉衍生物和M金属离子的摩尔比为1 1 1 5 ；所述第三有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、 苯、甲苯中的至少一种；所述含M金属离子的溶液中，M金属离子选自加2+、Cu2+、Fe2\ Co2+、 Cd2+、Pt2+、Zr2\ Mn2+、Ni2+、Pb2+或Sn2+中的一种，溶剂为甲醇、乙醇或水中的至少一种。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述第二催化剂为有机钯或有机钯与有机磷配体的混合物；所述有机钯为 Pd2 (dba) 3、Pd (PPh3) 4、Pd (OAc) 2 或 Pd (PPh3) 2C12 ；所述有机磷配体为P(O-Tol)3、三环己基膦；所述第四有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、二甲基酰胺、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、苯、氯苯或甲苯中的至少一种。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，还包括9，10-对二 (4，4，5，5-四甲基-1，3，2- 二杂氧戊硼烷)蒽的制备，其制备步骤如下将结构式为9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第五有机溶剂中为四氢呋喃、乙醚或者二氧六环中的至少一种；所述对9，10- 二溴蒽与2-异丙氧基-4，4，5，5-四甲基-1， 3，2-二杂氧戊硼烷的摩尔比1 2 5。10.一种如权利要求1所述的金属卟啉-蒽有机半导体材料在有机太阳能电池，有机电致发光器件，有机场效应晶体管，有机光存储，有机非线性器件和有机激光器件等领域中的应用。全文摘要本专利技术属于光电子材料领域，其公开了一种金属卟啉-蒽有机半导体材料及其制备方法和应用；该金属卟啉-蒽有机半导体材料具有结构式(I)；式中n为1-100间的整数，R1，R2，R3，R4为H、C1-C32的烷基、苯基、含有一个或多个C1-C32的烷基苯或烷氧基苯；M为金属离子。本专利技术提供的一种金属卟啉-蒽有机半导体材料，成膜性能好，载流子迁移率高，吸光度强，对光吸收范围宽，提高了其对太阳光的利用率。此外，其制备方法工艺简单、易于操作和控制。文档编号C07F7/10GK102417584SQ20101029530公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日专利技术者刘贻锦, 周明杰, 黄杰 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，黄杰，刘贻锦，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。