一种基于苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物的近红外吸收有机小分子光伏材料

技术特征：
1.一种以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于，其有机小分子的结构式为式ⅰ所示：其中，式中中心给电子单元d选用下列结构之一：其中，r，r1独立的为c1～c20的直链或支链烷基。2.根据权利要求1所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：该类材料以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为末端受体单元a，噻吩为π桥，以不同长度的烷基链修饰的稠环共轭结构为中心给体单元的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，可通过溶液加工的方式，制备活性层为小分子/小分子或者聚合物/小分子的光伏器件。3.根据权利要求1所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：该类材料可以通过调节苯并噻吩衍生物中氟原子取代的数目进而调节材料的能级水平，以及增加材料的光吸收能力。4.根据权利要求1所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：该类材料可以通过将苯并噻吩转化为衍生物苯并噻吩酮以及丙二氰基取代的苯并噻吩，苯并噻吩酮以及丙二氰基取代的苯并噻吩具有较强的吸电
子能力，可以有效的用来调节小分子材料的能级水平。5.根据权利要求1所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：通过调节苯并噻吩衍生物中噻吩的不同氧化态(苯并氧化噻吩/苯并二氧化噻吩)进一步促进小分子受体材料的能级易调节性以及空气稳定性。6.根据权利要求1～5任一项所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：实现了以具有给电子性质的中心给体单元为核心，构筑的a-π-d-π-a型有机小分子受体材料作为活性层用于太阳能电池材料中实现光电转换。7.根据权利要求1～5任一项所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：将a-π-d-π-a型有机小分子受体材料于给体材料pdbd-t共混作为太阳能电池器件的活性层，实现小分子光伏器件的光电转化。8.根据权利要求7所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料与pdbd-t的共混质量比为1:1～4:1。9.根据权利要求7所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：所述的小分子器件的阴极为纳米氧化锌涂层，厚度介于20-200纳米之间。10.根据权利要求7所述的以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩为端基的a-π-d-π-a型有机小分子光伏材料，其特征在于：活性层的厚度介于50-200纳米之间。

技术总结
本发明公开了一种具有近红外吸收的A-π-D-π-A型有机小分子光伏材料，该材料特点是以苯并噻吩/氟取代苯并噻吩衍生物为受体单元(A)，并分别以单氟、双氟作为苯并噻吩衍生物的取代原子，通过选取苯并噻吩衍生物苯并噻吩酮或丙二腈取代苯并噻吩，来调节小分子受体材料的能级水平及提高材料的稳定性；通过调节噻吩的不同氧化态（苯并氧化噻吩/苯并二氧化噻吩）进一步促进小分子受体材料的能级易调节性以及空气稳定性；将噻吩作为π桥，使材料吸收发生红移；通过调节中间给体核心种类以及取代烷基，可制备具有良好加工性能的高效率光伏器件。本方法首次以苯并噻吩衍生物作为末端受体单元，相比传统受体单元，制备成本低廉，且具有更易调节的能级水平。更易调节的能级水平。更易调节的能级水平。


技术研发人员：李作佳 梁秋香 苏靖蔚 蒋冰璐 李敏
受保护的技术使用者：东华理工大学
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2022/8/29