專利名稱：一種有機光電材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機光電材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著太陽能利用技術(shù)的快速發(fā)展，大面積推廣使用的可能性變得越來越大，這吸引了眾多研究人員從事該領(lǐng)域的研究，結(jié)果是技術(shù)創(chuàng)新成果不斷，光電轉(zhuǎn)換效率的數(shù)值也不斷被刷新。在此領(lǐng)域中，尤其是有機半導體材料制作的有機太陽能電池，具有制造面積大、廉價、簡易、柔性等優(yōu)點，引起人們廣泛關(guān)注。目前第三代的有機太陽能電池是最具有活力的研究對象之一，存在著潛在的商業(yè)化前景。近幾年，大量有機新材料的制備，已使有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率已達到了 8. 3% (ffu, Yue； Hou, Jianhui. Strateges for the development of highly efficienct oragnic solar cell materials. Abstracts, 42nd Central Regional Meeting of the American Chemical Society, Dayton, OH, United States, 2010)，雖然對效率的影響因素很多，但最基本的活性材料是創(chuàng)造高效率的主要原因之一。為了獲取更高的轉(zhuǎn)換效率，人們?nèi)栽诓粩鄧L試開發(fā)新結(jié)構(gòu)的有機化合物。在應(yīng)用于有機太陽能電池的活性材料中，目前基本是使用由電子給體材料和受體材料組成的混合型有機材料，電子受體一般是富勒烯衍生物(如 PCBM)〔( 1) G. · Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl and A. J. Heeger Science, 1995, 270, 1789 ； (2) C. J. Brabec, N. S. Sariciftci and J. C. Hummelen Adv. Funct. Mater.，2001，11，15; (3) Li, Y. F. , Zou, Y. P. Adv. Mater. , 2008, 20, 2592 )；電子供體多為聚噻吩化合物(如P3HT)。電子供體組分是有機太陽能電池活性材料中變化最多的，而新結(jié)構(gòu)的電子供體材料基本上都包含著雜環(huán)有機化合物，其中噻吩是必不可少的基本結(jié)構(gòu)組成。已報道的具有最高轉(zhuǎn)化效率的器件，其電子供體材料利用了一個新型的噻吩衍生物。 因此對噻吩進行修飾，制備新結(jié)構(gòu)的有機化合物，有望提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有機光電材料。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供這種有機光電材料的制備方法。本發(fā)明要解決的再一個技術(shù)問題是有機光電材料的應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種有機光電材料，所述材料含噻吩一富勒烯二元體系，是一種含富勒烯的D-A型雙功能有機光電材料，該體系具有如下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1. 一種有機光電材料，其特征在于，所述材料含噻吩一富勒烯二元體系，是一種含富勒烯的D-A型雙功能有機光電材料，所述體系具有如下結(jié)構(gòu)其中R選自C1-C12的直鏈或支鏈烷基、芐苯、烷氧基芐苯、烷氧基苯、萘、二茂鐵，吲哚
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有機光電材料，其特征在于，所述烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基或十二烷基中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述有機光電材料，其特征在于，所述烷氧基是甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基或十二烷氧基中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述有機光電材料，其特征在于，該體系具有如下結(jié)構(gòu)
5.一種制備如權(quán)利要求1或2或3或4所述有機光電材料的方法，其特征在于，它按如下步驟進行(1)將噻吩二醇體和氯甲酰乙酸酯及縛酸劑加入到有機溶劑中，其中噻吩二醇體、氯甲酰乙酸酯摩爾比為1 :2 3. 2 ；反應(yīng)溫度為室溫到回流，反應(yīng)時間為5 16小時，反應(yīng)后， 反應(yīng)液冷卻到室溫，然后沖洗、干燥、蒸餾，得到中間體化合物；(2)將步驟(1)得到的中間體化合物和C6tl加入到有機溶劑中，溶解，其中中間體化合物和C6tl的摩爾比為1:2 4 ；再加入催化劑；在氮氣保護下，于室溫下反應(yīng)12 M小時，然后將反應(yīng)混合物過濾，濾液水洗，分離后，干燥有機相，脫出溶劑后，硅膠柱分離，柱分離流動相為二硫化碳與有機溶劑的混合溶劑，其體積比為1:1 1:3.，得到富勒烯衍生物；(3)將單體化合物(式1或式2)溶于用三氯甲烷和乙腈的混合溶劑中，再加入氧化劑， 其摩爾比為1 :5 15，該反應(yīng)混合物在室溫 回流，反應(yīng)時間為M 48小時，反應(yīng)后，反應(yīng)液水洗，分離的有機相用無水硫酸鈉干燥，脫出溶劑后，得到有機光電材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制備方法，其特征在于，所述縛酸劑為三乙胺、吡啶、對二甲氨基吡啶中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于，所述流動相有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯苯、甲苯、四氫呋喃中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法，其特征在于，所述氧化劑為三氯化鐵、高氯酸鐵和六氟銻酸硝中的一種。
9.一種如權(quán)利要求1所述有機光電材料的應(yīng)用，其特征在于，所述化合物材料應(yīng)用在太陽能電池中。
全文摘要
一種有機光電材料及其制備方法，所述材料含噻吩—富勒烯二元體系，是一種含富勒烯的D-A型雙功能有機光電材料，該體系具有如下結(jié)構(gòu)，式中R選自C1-C12的直鏈或支鏈烷基、芐苯、烷氧基芐苯、烷氧基苯、萘、二茂鐵，吲哚或喹啉；n為>4；本發(fā)明的噻吩/富勒烯二元體系化合物在有機溶劑的溶解性大大提高，可以溶解在常用的溶劑中；可以通過噴涂方式加載到電池的基板上，避免了發(fā)光材料在蒸鍍過程中易出現(xiàn)的受熱分解，抗結(jié)晶性能差等缺點。
文檔編號C08G61/12GK102268129SQ201110130558
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉賢豪, 孫秋菊, 張希堂, 張洪波, 李保民, 武士威, 段紀東, 辛士剛, 韓愛鴻, 魯捷 申請人:中國樂凱膠片集團公司, 沈陽師范大學