本發明專利技術涉及一類基于齊聚噻吩的X型二維或三維共軛分子及其制備方法，以及該類分子作為活性層材料在有機半導體器件如有機太陽能電池(OPV)、染料敏化太陽能電池(DSC)、有機場效應晶體管(OFET)和有機發光二極管(OLED)中的應用。本發明專利技術的基于噻吩的X型共軛分子具有較好的太陽光捕獲能力和空穴傳輸能力，并且具有很好的溶液加工性和熱穩定性，所以它們是有機半導體器件如OPV、DSC、OFET和OLED中理想材料。其具有以下通式結構：。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一類基于齊聚噻吩的X型二維或三維共軛分子及其制備方法，以及該類分子作為活性層材料在有機半導體器件如有機太陽能電池(OPV)、染料敏化太陽能電池 (DSC)、有機場效應晶體管(OFET)和有機發光二極管(OLED)中的應用。
技術介紹
有機半導體材料由于其良好的光學及電學性能，已經成為有機電子學研究的重要內容，用它們制成的器件與傳統的無機半導體器件相比，具有如下幾個優點低成本、柔性、重量輕、可大面積制備等。基于這些優點，人們對有機電子學的研究抱有極大的興趣。有機半導體器件主要有OPV、DSC和OFET等。近年來，OPV的研究發展非常迅猛，為使材料的吸收光譜與太陽發射光譜相匹配，實現較高的光電轉換效率，人們通過研究分析已經設計合成出大量的太陽能電池材料，包括聚合物材料(S.GUnes， H. Neugebauer，N. S. Sariciftci，"Conjugated Polymer-BasedOrganic Solar Cells，，， Chem. Rev. 2007，107，1324 ；Y. Shirota，H. Kageyama，“ChargeCarrier Transporting Molecular Materials and Their Applications in Devices”，Chem. Rev. 2007,107,953 ；B.C. Thompson, J. M. J. Frechet，"Polymer-Fullerene CompositeSolar Cells”，Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，58 ;G. Li，V. Shrotriya, J. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang，“High-efficiency solution processable polymerphotovoltaic cells by self-organization ofpolymer blends”，Nature Mater.，2005，4，864 ；D. Miihlbacher, Μ. Scharber, Μ. Morana, Ζ. Zhu, D. Waller, R. Gaudiana, C. Brabec，“High Photovoltaic Performance of a Low-Bandgap Polymer”，Adv. Mater. 2006，18，2884 ;J. Hou，H_Y. Chen， S.Zhang, G Li，Y. Yang,"Synthesis, Characterization, andPhotovoltaic Properties of a Low Band Gap Polymer Based on Silole-ContainingPolythiophenes and 2，1， 3-Benzothiadiazole”，J. Am. Chem. Soc. 2008，130，16144 ；H-Y.Chen，J.Hou, S.Zhang， Y.Liang, G.Yang, Y. Yang, L.Yu，Y.Wu, G. Li, "Polymer solarcells with enhanced open-circuit voltage and efficiency”， Nature Photon. ,2009,3,649.)(S. Roquet,A. Cravino,P. Leriche,0. Aleveque, P. Frere, J. Roncali, “Triphenylamine-Th ienylenevinylene Hybrid Systems with Internal Charge Transfer asDonor Materials for Heterojunction Solar Cells”，J.Am.Chem. Soc. 2006，128，3459 ；A.Cravino， S. Roquet, P. Lefiche, 0. Aleveque, P. Frere, J. Roncali, “A star-shapedtriphenylamine p-conjugated system with internal charge-transfer as donor material forhetero-junction solar cells，，，Chem. Commun.，2006，1416 ；A. Cravino, P. Leriche, 0.Aleveque, S. Roquet，J. Roncali, "Light-Emitting Organic Solar Cells Based on a 3DConjugated System with Internal Charge Transfer”，Adv. Mater.，2006，18，3033 ;C.He, Q. He, Y. He, Y. Li, F. Bai, C. Yang, Y. Ding, L Wang，J. Ye，“Organic solar cellsbasedon the spin-coated blend films ofTPA-th-TPA and PCBM”，Sol. EnergyMater. Sol. Cells，2006，90，1815 ；Q. He, C. He, Y. Sun, H. Wu, Y. Li, F. Bai, "Amorphousmolecular material containing bisthiophenyl-benzothiadiazole and triphenylamine withbipolar and low-bandgapcharacteristies for solar cells”， Thin Solid Films， 2008，516，5935 ；H. Shang，H. Fan，Q. Shi，S. Li，Y. Li，X. Zhan.，"Solution Processable D-A-DMolecules for Efficient Organic Solar Cells，，，Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2010，94，457-464)，其中聚合物材料吸收太陽光的范圍相對較寬，其光伏器件的光電轉換效率較高，但是由于聚合物材料在合成時存在批次和批次之間的差別，分子結構和分子量不能完全確定，所以在合成時重復性較差，而且不易提純。而小分子材料光伏器件的光電轉換效率雖然目前較聚合物的差，但由于小分子具有確定的分子結構，較易提純，且可以完全重復，所以研究越來越廣泛。很多OPV材料由于具有較高的遷移率，也適合用來制備有機場效應晶體管(OFET)和有機發光二極管(OLED) (Y. Shirota, H. Kageyama, "Charge Carriier Transporting MolecularMaterials and TheirApplications in Devices", C本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種基于噻吩的Ｘ型二維或三維共軛分子，其特征是，所述的基于噻吩的Ｘ型二維或三維共軛分子具有式Ｉ所示的通式結構：其中：Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４獨立的為氫原子、或式ＩＩ所示的帶有Ｒ１取代基的三苯胺、或式ＩＩＩ所示的帶有Ｒ２，Ｒ３取代基的齊聚噻吩基團；ｍ為１～６；Ｒ１為氫、甲基、正丁基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基或正十二烷氧基中的一種；Ｒ２為氫、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、２一乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基或正十二烷基中的一種；Ｒ３為氫、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、環己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基中的一種；或Ｒ３為具有以下結構的２－氰基丙烯酸；或Ｒ３為具有式ＩＶ所示的與帶有Ｒ４，Ｒ５取代基的齊聚噻吩相連的苯并噻二唑；ｎ為１～６；Ｒ４為氫、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、２－乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基或正十二烷基中的一種；Ｒ５為氫、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、環己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基或正十二烷基中的一種。...
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：占肖衛，尚會霞，
申請(專利權)人：中國科學院化學研究所，
類型：發明
國別省市：11
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。