一种缺电子杂环核心小分子电子给体材料及其制备与应用

1.本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种缺电子杂环核心小分子电子给体材料及其制备与应用。


背景技术：

2.有机太阳能电池作为柔性可印刷太阳能电池的一种，由有机半导体材料构成太阳能电池的核心部分，具有原料来源广泛、柔韧性好、可溶液法处理、可印刷等优点。最近几年，有机太阳能电池已然成为业界研究的热点之一。近两年，有机太阳能电池发展迅速，以非富勒烯作为受体材料的全小分子有机光伏器件的光电转换效率已经超过16％，但非富勒烯电子受体材料相较富勒烯价格昂贵，且非富勒体系的有机太阳能电池对膜厚敏感，不适宜大面积印刷应用，不适合市场化推广。
3.已经市场营销的基于bdt核心的小分子电子给体材料btr、btr-cl、s1、s2等具有良好的溶解性和稳定性，虽然btr与富勒烯电子受体pc
71
bm构成的体系光电转换效率较优，但所获得的效率还远不及非富勒烯电子受体，主要是因为主要是因为活性层相分离形貌还不够优，且存在合成步骤繁多、中间体材料价格昂贵等缺点。现已报道的基于寡聚噻吩小分子给体的全小分子有机光伏器件的光电转换效率已经超过15％，其材料由于其合成简单、成本低廉等优点逐渐收到广泛关注。但受制于寡居噻吩的结构单一、可优化位点及可修饰单元稀少等特点，使其在结构设计中的优化策略稀少，制约了其在小分子电子给体材料中的发展。因此，开发一种全新的基于寡聚噻吩骨架的a-d-a
’‑
d-a型缺电子杂环核心单元材料，在扩宽寡聚噻吩体系的结构优化策略，开拓新型小分子电子给体材料领域有巨大的科学影响和现实意义。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种缺电子杂环核心小分子电子给体材料及其制备与应用，通过一种全新的结构设计理念，为基于寡聚噻吩骨架的小分子电子给体材料开创了一条全新的结构优化路线。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种缺电子杂环核心小分子电子给体材料，含有如式(ⅰ)所示的分子结构：
[0006][0007]
其中，r为以下结构中的任意一种：
[0008][0009]
可选地，所述缺电子杂环核心小分子电子给体材料的分子结构为：
[0010][0011]
本发明第二方面提供一种用于光伏器件的活性层材料，所述活性层材料包括如第一方面所述的缺电子杂环核心小分子电子给体材料。
[0012]
可选地，所述活性层材料还含有电子受体材料。
[0013]
可选地，所述电子受体材料包括但不限于pc
71
bm、y6、btp-ec9-4f、ch1007、idic、n3。
[0014]
其中，btp-ec9-4f的分子结构式如下所示。：
[0015][0016]
本发明第三方面提供一种光伏器件，其含有如第一方面所述的缺电子杂环核心小
分子电子给体材料或如第二方面所述的活性层材料。
[0017]
可选地，所述光伏器件结构依次包括：衬底、空穴传输层、活性层、电子传输层及金属电极。
[0018]
可选地，所述衬底包含透明玻璃及透明导电薄膜。
[0019]
可选地，所述空穴传输层选自pedot:pss、moo3中的任意一种。
[0020]
可选地，所述电子传输层选自phe-nadpo、pdino、pfbr中的任意一种。
[0021]
可选地，所述空穴传输层的厚度为20～40nm，具体可以为20nm、25nm、30nm、35nm、40nm。
[0022]
可选地，所述电子传输层的厚度为5～10nm，具体可以为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm。
[0023]
可选地，所述活性层的厚度为80～200nm，具体可以为80nm、100nm、110nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm。
[0024]
可选地，所述金属电极选自银、铝中的任意一种。
[0025]
可选地，所述光伏器件为全小分子太阳能电池。
[0026]
此处全小分子是指活性层的给体和受体均为小分子。
[0027]
本发明第四方面提供如第一方面所述的缺电子杂环核心小分子电子给体材料或如第二方面所述的活性层材料在制备光伏器件中的应用。
[0028]
本发明第五方面提供如第一方面所述的缺电子杂环核心小分子电子给体材料的制备方法，包括将原料混合，反应得到所述缺电子杂环核心小分子电子给体材料，所述原料包括：二醛基化合物、二氰基乙基罗丹宁，所述二醛基化合物分子结构式如下所示：
[0029][0030]
其中，r为以下结构中的任意一种：
[0031][0032]
可选地，所述二醛基化合物分子结构式中r为以下结构中的任意一种：
[0033][0034]
可选地，所述缺电子杂环核心小分子电子给体材料的制备方法包括如下步骤：
[0035]
将所述二醛基化合物与溶剂、二氰基乙基罗丹宁、催化剂混合，反应得到所述小分
子电子给体材料。
[0036]
可选地，所述缺电子杂环核心小分子电子给体材料的制备方法包括如下步骤：
[0037]
(1)将二溴代缺电子杂环单元(即化合物1)、溶剂、辛基噻吩锡试剂、催化剂混合，反应得到化合物2；
[0038]
(2)将化合物2、溶剂、二异丙基氨基锂混合反应后，再加入烷基氯化锡试剂室温反应的到化合物3(即化合物2的双锡试剂取代物)；
[0039]
(3)将化合物3(即化合物2的双锡试剂取代物)、溶剂、醛基噻吩π桥、催化剂混合，反应得到二醛基化合物(即化合物4)；
[0040]
(4)将所述二醛基化合物与溶剂、二氰基乙基罗丹宁、催化剂混合，反应得到所述小分子电子给体材料(即化合物5)；
[0041]
反应路线如下所示：
[0042][0043]
可选地，所述步骤(1)中，所述二溴代缺电子杂环单元与辛基噻吩锡试剂的摩尔用量比为1：(2.0～2.5)。
[0044]
可选地，所述步骤(1)中，所述二溴代缺电子杂环单元与催化剂的摩尔用量比为1：(0.1～0.2)。
[0045]
可选地，所述步骤(1)中，所述溶剂包括但不限于二氧六环、甲苯、氯苯、邻二甲苯。
[0046]
可选地，所述步骤(1)中，所述催化剂选自四(三苯基膦)钯、三二亚苄基丙酮二钯、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯中的至少一种。
[0047]
可选地，所述步骤(1)中，反应温度为100～200℃，反应时间为12～72h；反应温度具体可以为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、200℃等，反应时间具体可以为12h、13h、14h、15h、16、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h、28h、29h、30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h、70h、72h等。
[0048]
可选地，所述步骤(1)中，反应结束后，将反应液减压蒸出溶剂，用硅胶柱层析分离得到化合物2。
[0049]
可选地，所述步骤(1)中，硅胶柱层析分离时，淋洗剂为氯仿/石油醚混合物；优选地，按体积计，所述氯仿/石油醚混合物中，氯仿/石油醚＝1:6。
[0050]
可选地，所述步骤(2)中，所述化合物2、二异丙基氨基锂的摩尔用量比为1：(2.0～3.0)。
[0051]
可选地，所述步骤(2)中，所述化合物2、烷基氯化锡试剂的摩尔用量比为1：(3.0～
5.0)。
[0052]
可选地，所述步骤(2)中，所述溶剂包括但不限于四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙醚、甲苯。
[0053]
可选地，所述步骤(2)中，所述烷基氯化锡试剂包括但不限于三甲基氯化锡、三乙基氯化锡、三丙基氯化锡、三丁基氯化锡、三辛基氯化锡。
[0054]
可选地，所述步骤(2)中，化合物2与二异丙基氨基锂的反应温度为-30℃～-100℃，反应时间为0.5～2.5h；反应温度具体可以为-30℃、-35℃、-40℃、-45℃、-50℃、-55℃、-60℃、-65℃、-70℃、-75℃、-80℃、-85℃、-90℃、-95℃、-100℃等，反应时间具体可以为0.5h、0.7h、0.9h、1.1h、1.3h、1.5h、1.7h、1.9h、2.1h、2.3h、2.5h等。
[0055]
可选地，所述步骤(2)中，室温反应时间为3～20h，反应时间具体可以为3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h等。
[0056]
可选地，所述步骤(2)中，反应结束后，猝灭反应，萃取、干燥后将反应液减压蒸出溶剂，得到化合物3；优选地，采用饱和饱和碘化钾水溶液淬灭反应，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥。
[0057]
可选地，所述步骤(3)中，所述化合物3、醛基噻吩π桥的摩尔用量比为1：(2.0～2.5)。
[0058]
可选地，所述步骤(3)中，所述化合物3与催化剂的摩尔用量比为1：(0.1～0.2)。
[0059]
可选地，所述步骤(3)中，所述溶剂包括但不限于二氧六环、甲苯、氯苯、邻二甲苯。
[0060]
可选地，所述步骤(3)中，所述催化剂选自四(三苯基膦)钯、三二亚苄基丙酮二钯、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯中的至少一种。
[0061]
可选地，所述步骤(3)中，反应温度为100～200℃，反应时间为12～72h；反应温度具体可以为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、200℃等，反应时间具体可以为12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h、28h、29h、30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h、70h、72h等。
[0062]
可选地，所述步骤(3)中，反应结束后，将反应液减压蒸出溶剂，用硅胶柱层析分离得到二醛基化合物。
[0063]
可选地，所述步骤(3)中，硅胶柱层析分离时，淋洗剂为氯仿/石油醚混合物；优选地，按体积计，所述氯仿/石油醚混合物中，氯仿/石油醚＝4:1。
[0064]
可选地，所述步骤(4)中，所述二醛基化合物、二氰基乙基罗丹宁的摩尔用量比为1：(5～7)。
[0065]
可选地，所述步骤(4)中，每毫摩尔二醛基化合物所需加入的催化剂用量为0.4～1.0毫升。
[0066]
可选地，所述步骤(4)中，所述溶剂包括但不限于氯仿、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、醋酸。
[0067]
可选地，所述步骤(4)中，所述催化剂选自吡啶、dbu(1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯)、哌啶、醋酸铵、三乙胺中的至少一种。其中，催化剂dbu(1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯)是一种分子式为c9h
16
n2的化合物。
[0068]
可选地，所述步骤(4)中，反应温度为20～100℃，反应时间为0.5～16h；反应温度
具体可以为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃等，反应时间具体可以为0.5h、1h、1.5、2h、2.5、3h、4h、4.5、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h、16h等。
[0069]
可选地，所述步骤(4)中，反应结束后，将反应液减压蒸出溶剂，用硅胶柱层析分离得到所述小分子电子给体材料。
[0070]
可选地，所述步骤(4)中，硅胶柱层析分离时，淋洗剂为氯仿/石油醚混合物；优选地，按体积计，所述氯仿/石油醚混合物中，氯仿/石油醚＝6:1。
[0071]
如上所述，本发明的缺电子杂环核心小分子电子给体材料及其制备与应用，具有以下有益效果：
[0072]
本发明提供的缺电子杂环核心小分子电子给体材料具有a-d-a
’‑
d-a型骨架结构，具有良好的溶解性、稳定性、光电性以及可溶液加工性，可以作为全小分子有机太阳能电池的电子给体材料；相较于传统基于bdt核心和寡聚噻吩小分子给体，本发明的缺电子杂环核心小分子电子给体材料可与小分子受体材料形成更优异的相分离形貌，且由其制备的全小分子有机太阳能电池具有优良的光电转换效率。
[0073]
本发明提供了一种全新的基于寡聚噻吩骨架的给体小分子设计理念，避免了bdt核心给体材料合成复杂、成本昂贵的缺点，并保留了寡聚噻吩合成路线少、成本低廉的优点，为小分子电子给体材料的结构设计开辟了一条全新且合成简单的道路。本发明在有机太阳能电池及相关光伏领域有巨大的应用潜力和价值。
附图说明
[0074]
图1为本发明实施例1与实施例2中缺电子杂环核心小分子电子给体材料的合成路线图。
[0075]
图2为本发明实施例3及实施例4中所使用的电子受体材料btp-ec9-4f的分子结构示意图。
[0076]
图3为本发明实施例3及实施例4中全分子有机太阳能电池器件的结构示意图。
[0077]
图4为本发明实施例3(3n6t:btp-ec9-4f＝2:1 40mg/ml)和实施例4(i-tdz6t：btp-ec9-4f＝2:1 40mg/ml)中的器件在标准测试条件下(am1.5，100mw/cm2)的电流密度-电压特性曲线图。
具体实施方式
[0078]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。同样应理解，下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0079]
以下实施例中，正极材料选取indium tin oxide(ito)，空穴传输层选取poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)(pedot:pss)，活性层中的电子受
体材料选取btp-ec9-4f，电子传输层选取phenyl(2-naphthyl)diphenylphosphine oxide(phe-nadpo)，负极材料选取ag。
[0080]
以下实施例中，ito是从优选科技公司购得，pedot:pss采用clevios al4083，btp-ec9-4f是从深圳睿迅光电材料科技购得，其结构式如图2所示；phe-nadpo是从1material tech inc购得。其他未注明购买途径的原料、试剂均可从市场上购买得到。
[0081]
实施例1
[0082]
如图1所示，本实施例中缺电子杂环核心小分子电子给体材料的制备过程具体如下：
[0083]
1、化合物2的合成
[0084]
化合物1(1.0equiv.安耐吉购买)与辛基噻吩锡试剂(2.4equiv.购自吉阿)溶于50毫升无水甲苯，然后加入pd(pph3)4(四三苯基膦钯)150毫克。130℃下搅拌反应48小时。然后减压除去溶剂，硅胶柱层析分离，淋洗剂为氯仿/石油醚(按体积计，氯仿：石油醚＝1:6)，产物(化合物2)为淡黄色油状物(产量为理论产量的65％)。
[0085]
化合物2的表征数据：1h nmr(400mhz,acetone,δppm):7.72(d,j＝5.2hz,1h),7.39(d,j＝4.8hz,1h),7.20(d,j＝5.2hz,1h),7.04(d,j＝5.2hz,1h),3.97(s,3h),3.18(t,j＝7.6hz,2h),2.85-2.81(m,3h),1.73-1.62(m,6h),1.43-1.23(m,26h),0.94-0.85(m,9h)。
[0086]
2、化合物3的合成
[0087]
化合物2(1.0equiv.)溶于50毫升四氢呋喃中，于氮气气氛下-80℃低温反应器中逐滴加入二异丙基氨基锂(2.4equiv.安耐吉购买)，然后在低温下搅拌1.5h后逐滴加入三甲基氯化锡(3.0equiv.安耐吉购买)，然后将反应瓶移至室温搅拌12h。后以饱和碘化钾水溶液猝灭反应，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂，得到化合物3为淡棕色油状物。
[0088]
3、二醛基化合物的合成：
[0089]
化合物2的双锡试剂取代物(化合物3)(1.0equiv.)与醛基噻吩π桥(2.4equiv.吉阿订制)溶于50毫升甲苯，然后加入pd(pph3)4(四三苯基膦钯)150毫克。130℃下搅拌反应48小时。然后减压出去溶剂，硅胶柱层析分离，淋洗剂为氯仿/石油醚(按体积计，氯仿：石油醚＝4:1)，二醛基产物为红褐色固体(产量为理论产量的80％)。
[0090]
二醛基化合物的表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3,δppm):9.83(s,1h),9.82(s,1h),7.60(s,1h),7.58(s,1h),7.14(s,1h),7.13(s,1h),7.10(s,1h),7.04(s,1h),3.99(s,2h),3.75-3.69(m,10h),3.14(t,j＝7.6hz,2h),2.84-2.74(m,10h),1.72-1.57(m,26h),1.41-1.22(m,80h),0.89-0.83(m,18h)。
[0091]
4、化合物3n6t的合成
[0092]
二醛基化合物(化合物4)(0.200g，0.153mmol)与二氰基乙基罗丹宁(0.178g，0.921mmol购自吉阿)溶于50毫升氯仿，然后加入吡啶0.5毫升。室温下搅拌反应4小时。然后减压出去溶剂，硅胶柱层析分离，淋洗剂为氯仿/石油醚(按体积计，氯仿：石油醚＝6:1)，产物化合物3为黑色固体(0.220g,产量为理论产量的86％)。
[0093]
化合物3n6t的表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3,δppm):8.00(s,1h),7.99(s,1h),7.30(s,1h),7.29(s,1h),7.19(s,1h),7.18(s,1h),7.13(s,1h),7.07(s,1h),4.35-4.29
(m,4h),4.00(s,3h),3.75-3.70(m,6h),3.15(t,j＝7.6hz,2h),2.88-2.76(m,11h),1.76-1.64(m,15h),1.49-1.22(m,95h),0.89-0.83(m,20h)。
[0094]
实施例2
[0095]
如图1所示，本实施例中缺电子杂环核心小分子电子给体材料的制备过程具体如下：
[0096]
1、化合物2的合成
[0097]
二卤代异噻二唑(1.0equiv.安耐吉购买)与辛基噻吩锡试剂(2.4equiv.购自吉阿)溶于50毫升无水甲苯，然后加入pd(pph3)4(四三苯基膦钯)150毫克。130℃下搅拌反应48小时。然后减压出去溶剂，硅胶柱层析分离，淋洗剂为氯仿/石油醚(按体积计，氯仿：石油醚＝1:6)，产物(化合物2)为淡黄色油状物(产量为理论产量的40％)。
[0098]
化合物2的表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3,δppm):7.45(d,j＝4.8hz,1h),7.32(d,j＝5.2hz,1h),7.03(d,j＝5.2hz,1h),6.99(d,j＝4.8hz,1h),3.23(t,j＝7.6hz,2h),2.919(t,j＝7.6hz,2h),1.76-1.56(m,5h),1.48-1.23(m,23h),0.89-0.85(m,7h)。
[0099]
2、化合物3的合成
[0100]
化合物2(1.0equiv.)溶于50毫升四氢呋喃中，于氮气气氛下-80℃低温反应器中逐滴加入二异丙基氨基锂(2.4equiv.安耐吉购买)，然后在低温下搅拌1.5h后逐滴加入三甲基氯化锡(3.0equiv.安耐吉购买)，然后将反应瓶移至室温搅拌12h。后以饱和碘化钾水溶液猝灭反应，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥后减压除去溶剂，得到化合物3为淡棕色油状物。
[0101]
3、二醛基化合物的合成：
[0102]
化合物2的双锡试剂取代物(化合物3)(1.0equiv.)与醛基噻吩π桥(2.4equiv.吉阿订制)溶于50毫升甲苯，然后加入pd(pph3)4(四三苯基膦钯)150毫克。130℃下搅拌反应48小时。然后减压出去溶剂，硅胶柱层析分离，淋洗剂为氯仿/石油醚(按体积计，氯仿：石油醚＝4:1)，二醛基产物为红褐色固体(产量为理论产量的80％)。
[0103]
二醛基化合物的表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3,δppm):9.88(s,2h),7.20(s,1h),7.16(s,1h),7.10(s,1h),7.08(s,1h),3.21(t,j＝7.6hz,1h),2.88(t,j＝7.6hz,1h),2.63-2.58(m,2h),2.54-2.49(m,2h),1.80-1.69(m,2h),1.62-1.23(m,38h),0.90-0.83(m,9h)。
[0104]
4、化合物i-tdz6t的合成
[0105]
二醛基化合物(化合物4)(0.200g，0.153mmol)与二氰基乙基罗丹宁(0.178g，0.921mmol购自吉阿)溶于50毫升氯仿，然后加入吡啶0.5毫升。室温下搅拌反应4小时。然后减压出去溶剂，硅胶柱层析分离，淋洗剂为氯仿/石油醚(按体积计，氯仿：石油醚＝6:1)，产物化合物3为黑色固体(0.220g,产量为理论产量的86％)。
[0106]
化合物i-tdz6t的表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3,δppm):7.95(s,2h),7.28(s,2h),7.15(s,1h),7.10(s,1h),7.04(s,1h),7.02(s,1h),4.32(m,4h),3.14(t,j＝7.6hz,2h),2.81(t,j＝7.6hz,2h)2.57-2.46(m,9h),1.73-1.62(m,5h),1.56-1.17(m,885h),0.83-0.76(m,20h)。
[0107]
实施例3
[0108]
采用实施例1制得缺电子杂环核心小分子电子给体材料(即图1所示的3n6t)制备
一种全小分子有机太阳能电池，具体制备过程如下：
[0109]
对透明玻璃及透明导电电极ito所组成的衬底分别用清洗液、去离子水、丙酮和异丙醇进行超声清洗，清洗后用氮气吹干；将衬底放入臭氧清洗机中处理15min后，在空气中旋涂空穴传输层材料pedot:pss(4000rpm,20s，膜厚30nm)，随后在空气中进行热退火处理(120℃，10min)，随后将样品传入充满氮气的手套箱中，在pedot:pss空穴传输层上采用旋涂的方法制备活性层(3n6t:btp-ec9-4f＝2:1，40mg/ml，活性层膜厚：≈200nm)，将得到的活性层薄膜在手套箱中进行溶剂退火处理(cf,30s)；随后在活性层上上旋涂电子传输层dpo(2000rpm,10s，膜厚8nm)，然后在电子传输层上蒸镀ag电极(膜厚100nm)，制得太阳能电池。
[0110]
实施例4
[0111]
采用实施例2制得缺电子杂环核心小分子电子给体材料(即图1所示的i-tdz6t)制备一种全小分子有机太阳能电池，具体制备过程如下：
[0112]
对透明玻璃及透明导电电极ito所组成的衬底分别用清洗液、去离子水、丙酮和异丙醇进行超声清洗，清洗后用氮气吹干；将衬底放入臭氧清洗机中处理15min后，在空气中旋涂空穴传输层材料pedot:pss(4000rpm,20s，膜厚30nm)，随后在空气中进行热退火处理(120℃，10min)，随后将样品传入充满氮气的手套箱中，在pedot∶pss空穴传输层上采用旋涂的方法制备活性层(i-tdz6t∶btp-ec9-4f＝2∶1，40mg/ml，活性层膜厚：≈200nm)，将得到的活性层薄膜在手套箱中进行溶剂退火处理(cf，30s)；随后在活性层上上旋涂电子传输层dpo(2000rpm，10s，膜厚8nm)，然后在电子传输层上蒸镀ag电极(膜厚100nm)，制得太阳能电池实施例3和实施例4制得的有机太阳能电池的结构如图3所示。
[0113]
实施例3和实施例4所得的有机太阳能电池的光j-v曲线如图4所示，光j-v光伏性能参数如表1所示：
[0114]
表1
[0115] conditionv
oc
(v)j
sc
(ma/cm2)ff(％)pce(％)实施例3sva＝cf/30s0.90516.0848.927.12(6.92
±
0.09)实施例4sva＝cf/30s0.8215.8643.122.07(2.01
±
0.12)
[0116]
表1中sva表示溶剂退火，voc为电压，jsc为短路电流密度，ff为填充因子，pce为光电转换效率。
[0117]
由表1可见，当溶剂选用氯仿，退火时间为30s时，以甲基三氮唑为核心的小分子电子给体材料3n6t作为活性层的有机太阳能电池的光电转换效率明显优秀，以异噻二唑为核心的小分子电子给体材料由于没有甲基的扭转，效率较低，但也能正常工作，具有可优化的潜力。因此，本发明提出的以缺电子杂环为核心制备小分子电子给体材料的设计方案具有一定的普适性。
[0118]
综上所述，本发明提供的缺电子杂环核心小分子电子给体材料具有优异的重复性及可溶液加工性，与传统bdt基、寡聚噻吩小分子电子给体材料相比，同样能获得相对良好的光电转化效率，且改变核心缺电子单元依然能获得相对较好的光电转化效率，表现出良好的普适性；并且活性层膜厚可达200nm，可适用于全小分有机太阳能电池的旋涂和印刷工艺，当然，不限于有机太阳能电池，也适用于其他光伏器件。
[0119]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟
悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。