【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有機光電材料，尤其是一種含錫原子的非對稱給體材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、錫(sn)作為一種金屬元素，在某些情況下可能被用于半導體材料的合成或作為催化劑存在于電池的制備過程中，尤其是在無機太陽能電池或者鈣鈦礦太陽能電池的研究中較為常見。例如，錫基鈣鈦礦材料由于其潛在的成本效益和環境友好性，成為了替代鉛基鈣鈦礦的一個研究熱點。
2、考慮將錫原子直接引入到有機太陽能電池的給體材料中，屬于新型材料設計的范疇，旨在通過元素摻雜或化學修飾來優化給體材料的光電特性。在設計有機光電材料時，錫(sn)由于其獨特的電子特性，在改善材料性能和擴展其功能方面扮演著重要角色。此類有機小分子給體材料性能優異，然而，錫(sn)原子的引入也有其挑戰，例如可能導致合成難度增大、成本增加以及環境友好性問題。因此，在設計有機光電材料時，需要權衡這些因素。同時在構筑有機光電材料時，會設計含有f，cl基團的分子結構，以期獲得理想的光電性能、穩定性以及良好的加工性能，能夠增強分子的電子親和性和降低最高占據軌道(homo)能級或提高最低未占據軌道(lumo)能級，從而影響材料的能帶結構。這對于有機半導體材料如有機光伏電池和有機發光二極管(oleds)中的電子和空穴傳輸至關重要，可以優化載流子注入、傳輸和復合效率。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種含錫原子的非對稱給體材料及其制備方法和應用，以優化材料的光電性能和滿足特定應用的需求。
2、本申請實施例提供了一種含錫原子的
3、
4、結構式中-x為氟原子或氯原子。
5、一種含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，具體步驟如下：
6、步驟一：以四氫呋喃為溶劑，碘作為引發劑，加入鎂粉、4-溴-1,2-二氟苯、將混合物在70℃下回流4h，至鎂完全消耗，自然冷卻至室溫得到格式試劑1，向苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮的甲苯溶液中滴入格式試劑1，在室溫下攪拌，與此同時以四氫呋喃為溶劑，碘作為引發劑，加入鎂粉、5-溴-3-氯-2-(2-己基二乙基)硫辛、將混合物在70℃下回流2h，至鎂完全消耗，自然冷卻至室溫得到格式試劑2，然后將新制備的格氏試劑2轉移到滴液漏斗中，并緩慢滴入上述加入格式試劑1的混合溶液中，隨后，在室溫下將混合物攪拌過夜，隨后在室溫下加入溶解在質量濃度10％hcl中的二水合氯化錫(ii)，然后將所得溶液在50℃下繼續攪拌3小時。結束后，自然冷卻至室溫后將反應物倒入水中，即化合物(1)；
7、步驟二：在-78℃、氬氣保護下，向含化合物(1)的四氫呋喃溶液中滴加正丁基鋰溶液，加完后，在-78℃下混合物攪拌1h后，再加入化合物(1)，-78℃下混合物攪拌1h，自然升溫至室溫反應12小時，隨后，將混合物冷卻至室溫，加入錫試劑溶液，然后將其在50℃下再攪拌3h，生成化合物(2)；
8、步驟三：在氬氣保護下，以四(三苯基膦)鈀為催化劑，甲苯為溶劑，步驟二所得化合物(2)與5”-溴-3',3”-二己基-[2,2':5',2”-三噻吩]-5-甲醛在110℃回流反應8-10h，發生stille偶聯反應，得到化合物(3)；
9、步驟四：在氬氣保護下，在溶劑三氯甲烷中加入化合物(3)、3-己基羅丹寧以及堿，于60℃下進行knoevenagel縮合反應，以連接羅丹寧封端基團，得到含非對稱二維側鏈的有機小分子給體材料。
10、進一步地，所述步驟一中5-溴-3-氯-2-(2-己基二乙基)硫辛，4-溴-1,2-二氟苯和苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮的物質的量之比為1:2:5；所述苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮與錫試劑的物質的量之比為1：5。
11、進一步地，所述步驟二中所述錫試劑溶液為氯化錫(ii)二水化合物溶解在質量濃度10％hcl中制備得到的；所述化合物(1)、錫試劑的物質的量之比為1：3；所述正丁基鋰與化合物(1)的物質的量之比為1：3.5；
12、進一步地，所述步驟三中回流反應時間優選9h；所述化合物(2)與5”-溴-3',3”-二己基-[2,2':5',2”-三噻吩]-5-甲醛的物質的量之比為1：15；所述催化劑與化合物3的用量比為20mg：8.69mmol；
13、進一步地，所述步驟四中堿為哌啶；所述knoevenagel縮合反應的反應時間為24h；所述3-己基羅丹寧與化合物(4)的物質的量之比為15：1；堿與化合物(4)的用量比為1.5ml：0.592mmol。
14、一種含錫原子的非對稱給體材料在制備有機光電器件中的應用。
15、進一步地，所述有機光電器件可應用于制備太陽能電池、有機發光二極管(oled)、柔性顯示器。
16、本專利技術的有益效果是：本專利技術設計的含錫原子小分子給體可以與受體材料l8-bo形成適當的能級差，這有利于激子解離，并且在有機太陽能電池的測試中具有更好的光伏性能。根據實際適當控制合成時錫元素的含量，保證材料性能的提升，同時確保其合成可行性與經濟性具有良好的分子間堆積作用，有助于電荷遷移率的提高。
17、在有機光電材料中，通過調整含錫(sn)化合物的結構，可以有效地調控材料的homo(最高占據分子軌道)和lumo(最低未占分子軌道)能級，優化光伏效率。
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1.一種含錫原子的非對稱給體材料，其特征在于，其結構式如式1所示，
2.根據權利要求1所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中5-溴-3-氯-2-(2-己基二乙基)硫辛，4-溴-1,2-二氟苯和苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮的物質的量之比為1:2:5；所述苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮與錫試劑的物質的量之比為1：5。
4.根據權利要求2所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中所述錫試劑溶液為氯化錫(II)二水化合物溶解在質量濃度10％HCl中制備得到的；所述化合物(1)、錫試劑的物質的量之比為1：3；所述正丁基鋰與化合物(1)的物質的量之比為1：3.5。
5.根據權利要求2所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟三中回流反應時間優選9h；所述化合物(2)與5”-溴-3',3”-二己基-[2,2':5',2”-三噻吩]-5-甲醛的物
6.根據權利要求2所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟四中堿為哌啶；所述Knoevenagel縮合反應的反應時間為24h；所述3-己基羅丹寧與化合物(4)的物質的量之比為15：1；堿與化合物(4)的用量比為1.5mL：0.592mmol。
7.一種根據權利要求1所述的含錫原子的非對稱給體材料在制備有機光電器件中的應用。
8.根據權利要求7所述的含錫原子的非對稱給體材料在制備有機光電器件中的應用；其特征在于，所述有機光電器件可應用于制備太陽能電池、有機發光二極管(OLED)、柔性顯示器的制備領域。
...【技術特征摘要】
1.一種含錫原子的非對稱給體材料，其特征在于，其結構式如式1所示，
2.根據權利要求1所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中5-溴-3-氯-2-(2-己基二乙基)硫辛，4-溴-1,2-二氟苯和苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮的物質的量之比為1:2:5；所述苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮與錫試劑的物質的量之比為1：5。
4.根據權利要求2所述的含錫原子的非對稱給體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中所述錫試劑溶液為氯化錫(ii)二水化合物溶解在質量濃度10％hcl中制備得到的；所述化合物(1)、錫試劑的物質的量之比為1：3；所述正丁基鋰與化合物(1)的物質的量之比為1：3.5。
5.根據權利要求2所述的含...
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