1.一種式I化合物,
其中,
所述R1為H、C1-20烷基;R2為氫、C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷鹵基;
Ar1為-芳基-、-雜芳基-;
Ar2為-芳基-、-雜芳基-,-芳基-芳基-、-芳基-雜芳基-、-雜芳基-芳基-、-雜芳基-雜芳基-;
Ar3為-芳基、-雜芳基、-芳基-芳基、-芳基-雜芳基、-雜芳基-芳基、-雜芳基-雜芳基、-芳基-芳基-芳基、-雜芳基-雜芳基-雜芳基、-芳基-芳基-雜芳基、-芳基-雜芳基-芳基、-雜芳基-芳基-芳基、-芳基-雜芳基-雜芳基、-雜芳基-芳基-雜芳基、-雜芳基-雜芳基-芳基;
上述芳基、雜芳基可以任選被1-5個取代基取代,所述取代基選自:C1-20烷基、C1-20烷氧基、C1-20烷硫基、鹵素、C1-20鹵烷基;
所述的芳基指具有6-20個碳原子的單環(huán)或多環(huán)芳族基團;所述的雜芳基指具有1-20個碳原子、1-4個選自N、S、O、Si、Se雜原子的單環(huán)或多環(huán)雜芳族基團;
其中,-Ar1-Ar2-不為-雜芳基-雜芳基-。
2.根據(jù)權利要求1所述的化合物,其中,所述R1為C4-20烷基;所述Ar1優(yōu)選為-芳基-、-雜芳基-;更優(yōu)選為-苯基-、-萘基-、-噻吩基-、-噻吩并噻吩基-、-呋喃基-、-吡啶基-;所述Ar2優(yōu)選為-芳基-、-雜芳基-、-芳基-芳基-、-雜芳基-芳基-、-雜芳基-雜芳基-;更優(yōu)選為-苯基-、-萘基-、-聯(lián)苯基-、-噻吩基-、-呋喃基-、-噻吩基-噻吩基-、-噻吩基-苯基-、-噻吩基并噻吩基-;所述Ar3優(yōu)選為-芳基、-雜芳基,-芳基-芳基、-雜芳基-雜芳基、-芳基-芳基-芳基、-雜芳基-雜芳基-雜芳基;更優(yōu)選為-苯基、-萘基、-聯(lián)苯基、-噻吩基、-呋喃基、-噻吩基-噻吩基、-噻吩基-苯基、-噻吩基并噻吩基、-噻吩基-苯并噻吩基;上述基團可任選被以下基團取代:C1-6烷基、C1-6烷氧基、C1-6烷硫基、鹵素、C1-6鹵烷基;
又優(yōu)選的,-Ar1-Ar2-可為-雜芳基-芳基-、-雜芳基-雜芳基-雜芳基-、-雜芳基-雜芳基-芳基-、-芳基-雜芳基-、-芳基-雜芳基-雜芳基-、-雜芳基-芳基-雜芳基-。
3.根據(jù)權利要求1所述的化合物,其中,Ar1選自如下結構:
。
4.根據(jù)權利要求1所述的化合物,其中,Ar2選自如下結構:
。
5.根據(jù)權利要求1所述的化合物,其中,Ar3選自如下結構:
其中,R3為H、C1-20烷基、C1-20烷氧基;R4為C4-20烷基。
6.根據(jù)權利要求1所述的化合物,其中,所述式I化合物為如下具體化合物:
。
7.一種權利要求1-6任一項所述的化合物的制備方法,包括如下步驟:
其中,Ar1,Ar2,Ar3,R1以及R2如權利要求1-6任一項所定義;
(1)將化合物6與雙硼酸酯反應,得到化合物7;
(2)將化合物5與化合物7進行反應,得到化合物8,即通式(I)化合物。
優(yōu)選的,所述化合物5可以通過如下制備方法獲得,包括:將化合物3、化合物4、有機酸和二級胺進行反應生成化合物5;
優(yōu)選的,所述化合物3可通過如下制備方法獲得,包括:先將化合物1與化合物2在酸催化劑存在下發(fā)生縮合反應,之后進行氧化反應,再用堿中和,最后加入絡合劑BF3·OEt2發(fā)生絡合反應,得到化合物3。
。
8.一種權利要求1-6任一項所述的化合物的用途,其特征在于,其用于太陽能電池。
9.一種有機太陽能電池,其特征在于,所述電池包括權利要求1-6任一項所述的化合物。
優(yōu)選的,所述的有機太陽能電池包括:陽極層、空穴傳輸層、光活性層、電子傳輸層和陰極層;所述陽極層可為銦錫氧化物;所述空穴傳輸層可為PEDOT:PSS(PEDOT:PSS=聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸));所述光活性層含有權利要求1-6任一項所述的化合物;所述電子傳輸層可為鈣;所述陰極層可為鋁。
優(yōu)選的,所述有機太陽能電池中的光活性層還包括電子受體材料,例如富勒烯受體材料;所述富勒烯受體材料優(yōu)選為PC61BM或PC71BM。
10.一種權利要求9所述的有機太陽能電池的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)在陽極層上形成空穴傳輸層。
(2)將權利要求1-6任一項所述的化合物與電子受體材料混合溶于溶劑中,再將該溶液涂于步驟(1)中的空穴傳輸層表面,得到光活性層;
(3)在步驟(2)制得的光活性層上形成電子傳輸層(例如金屬鈣層),再在電子傳輸層上形成陰極層(例如金屬鋁),得到所述太陽能電池。