本發(fā)明涉及光伏材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種萘并二呋喃類光伏材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

一個理想的有機小分子電子給體單元需要有寬的吸收光譜來獲得高的短路電流，較深的homo能級來獲得高的開路電壓和穩(wěn)定性。給-受電子單元結(jié)合的方法已被證明是最有效的獲得寬吸收和深的homo能級有機小分子和提高光伏性能的方法。目前，苯并二呋喃(bdf)類聚合物光伏材料表現(xiàn)出了較好的光伏性能[boliu,beibeiqiu,xuewenchen,luxiao,yongfangli,yuehuihe,lihuijiang,yingpingzou.polymerchemistry,2014,5,5002-5008；boliu,xuewenchen,yingpingzou,luxiao,xinjunxu,yuehuihe,lidongli,andyongfangli.macromolecules,2012,45,6898-6905]。與bdf單元相比，萘并二呋喃(ndf)單元有著更大的π共軛體系，增強了π-π電子的堆疊并且加大了電子的離域效應(yīng)，從而可以獲得更寬的吸收光譜和高的載流子遷移率。從文獻公開報道的研究工作來看，ndf在有機小分子太陽能電池領(lǐng)域還沒有報道。至今，與ndf結(jié)構(gòu)相似的衍生物萘并[1,2-b；4,5-b’]二噻吩(ndt)已經(jīng)被合成出來并作為給體單元應(yīng)用在太陽能電池領(lǐng)域。例如，日本大阪大學(xué)osaka教授及其合作者報道了一個聚合物pndt3ntz-dt，顯示出了4.9％的能量轉(zhuǎn)換效率和0.54cm2·v-1·s-1的空穴遷移率[itaruosaka,toruabe,masafumishimawaki,tomoyukikoganezawa,andkazuotakimiya.acsmacroletters.,2012,1,437-440]。美國西北大學(xué)的tobinj.marks教授組合成了兩種ndt基小分子光伏材材料，當(dāng)ndt(tdpp)2和zndt(tdpp)2與pc61bm按照不同比例共混后，能量轉(zhuǎn)換效率分別達到了4.1％和4.7％[stephenloser,carsonj.bruns,hiroyukimiyauchirocíoponceortiz,antoniofacchetti,samueli.stupp,andtobinj.marks.journaloftheamericanchemistrysociety,2011,133,8142-8145；stephenloser,hiroyukimiyauchi,jonathanw.hennek,jeremysmith,chunhuang,antoniofacchetti,andtobinj.marks.chemicalcommunications.,2012,48,8511-8513]。

鑒于光伏材料在太陽能電池領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用前景,研究出新的萘并二呋喃類光伏材料具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種萘并二呋喃類光伏材料及其制備方法和應(yīng)用，該萘并二呋喃類光伏材料具有寬的吸收光譜和合適的電化學(xué)能級；并且其合成路線簡單，成本低，合成方法具有普適性；以其作為電子給體做成的太陽能電池器件具有良好的光轉(zhuǎn)換效率。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種萘并二呋喃類光伏材料，其結(jié)構(gòu)如式(i)所示：

其中，所述式(i)中r為烷烴基。

優(yōu)選地，所述所述式(i)中r選自以下結(jié)構(gòu)中的一種：

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種萘并二呋喃類光伏材料的制備方法，包括如下步驟：步驟1)1,5-二羥基萘、1-溴-2-十一酮、碳酸鉀混合反應(yīng)得化合物1粗品，過硅膠柱淋洗得化合物1；步驟2)化合物1和甲磺酸反應(yīng)得化合物2粗品，過硅膠柱淋洗得化合物2；步驟3)化合物2、正丁基鋰、三甲基氯化錫混合反應(yīng)得化合物3；步驟4)化合物3和化合物4反應(yīng)得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，過硅膠柱淋洗得所述萘并二呋喃類光伏材料；

其中，所述化合物4中r選自以下結(jié)構(gòu)中的一種：

當(dāng)r的結(jié)構(gòu)式為時，制備得到的化合物為3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二異辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m1)；

當(dāng)r的結(jié)構(gòu)式為時，制備得到的化合物為3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m2)；

當(dāng)r的結(jié)構(gòu)式為時，制備得到的化合物為3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二十二烷基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m3)。

本發(fā)明中所述萘并二呋喃類光伏材料的制備路線如下：

優(yōu)選地，所述步驟1)中1,5-二羥基萘、1-溴-2-十一酮、碳酸鉀的摩爾比為1：(2.25～2.5)：(1.5～3)；所述淋洗采用的淋洗液為體積比為(8～10):1的二氯甲烷和石油醚的混合液或體積比為(8～10):1的二氯甲烷和正己烷的混合液。

優(yōu)選地，所述步驟2)中化合物1和甲磺酸的摩爾比為1:(8～12)；所述淋洗采用的淋洗液為石油醚、正己烷或環(huán)己烷中的一種。

優(yōu)選地，所述步驟3)中化合物2、正丁基鋰、三甲基氯化錫的摩爾比為1:(3～4):(3.5～4.5)。

優(yōu)選地，所述步驟4)中化合物3和化合物4的摩爾比為1:(2.3～2.5)；所述淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合液或體積為2:1的正己烷和三氯甲烷的混合液。

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種萘并二呋喃類光伏材料的應(yīng)用，所述萘并二呋喃類光伏材料在制備太陽能電池中的應(yīng)用。

優(yōu)選地，所述萘并二呋喃類光伏材料與電子受體混合溶解后，制備光伏活性層薄膜，然后在薄膜上制備金屬電極。

更優(yōu)選地，所述萘并二呋喃類光伏材料和電子受體的質(zhì)量比為1:(1～3)；所述電子受體為pc61bm或其衍生物。

從上面所述可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是：

(1)本發(fā)明中萘并二呋喃類光伏材料具有大π平面的共軛結(jié)構(gòu)，相對于苯并二呋喃類光伏材料，可以獲得更寬的紫外-可見吸收光譜。

(2)本發(fā)明中萘并二呋喃類光伏材料相對于萘并[1,2-b；4,5-b’]二噻吩類有機分子材料而言，具有較低的homo能級，對氧的穩(wěn)定性高，有利于制備性能更加穩(wěn)定的太陽能電池器件。

(3)本發(fā)明中萘并二呋喃類光伏材料的合成路線簡單，成本低且合成方法具有普適性，可以較好的推廣應(yīng)用于其他的萘并二呋喃類材料的合成。

(4)本發(fā)明中利用萘并二呋喃制備太陽能電池，獲得了較高的能量轉(zhuǎn)換效率(pce＝4.8％)，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中m1的熱失重分析結(jié)果；

圖2為本發(fā)明實施例中m1的吸收光譜；

圖3為本發(fā)明實施例中m1的循環(huán)伏安曲線；

圖4為本發(fā)明實施例中m1的光伏性能。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

實施例1

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二異辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m1)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(11.2g,45mmol)、無水碳酸鉀(8g,58mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流4小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為10:1的二氯甲烷和石油醚的混合液，得7.4g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為75％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(9.6g,100mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌4小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為石油醚，得2.85g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為62％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加3.0ml正丁基鋰(2.4mol/l，7.2mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1小時，然后在-78℃的條件下，加入8ml的三甲基氯化錫(1mol/l，8.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.01g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為64％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.25mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入10mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，115℃下攪拌反應(yīng)48小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合溶液，得到137mg藍色固體m1，反應(yīng)產(chǎn)率為91％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m1的表征如下：tof-ms:m/z＝1506；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,58h),0.88(t,36h)；

anal.calcdforc92h120n4o6s4(％):c,73.36；h,8.03；n,3.72.found(％):c,73.35；h,8.01；n,3.73。

實施例2

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二異辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m1)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(12.44g,50mmol)、無水碳酸鉀(4.14g,30mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流3.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為8:1的二氯甲烷和石油醚的混合液，得7.5g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為77％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(7.68g,80mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌3.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為正己烷，得2.80g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為61％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加3.3ml正丁基鋰(2.4mol/l，8.0mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1.5小時，然后在-78℃的條件下，加入7ml的三甲基氯化錫(1mol/l，7.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.03g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為65％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.23mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入12mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，110℃下攪拌反應(yīng)50小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的正己烷和三氯甲烷的混合溶液，得到137mg藍色固體m1，反應(yīng)產(chǎn)率為91％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m1的表征如下：tof-ms:m/z＝1506；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,58h),0.88(t,36h)；

anal.calcdforc92h120n4o6s4(％):c,73.36；h,8.03；n,3.72.found(％):c,73.35；h,8.01；n,3.73。

實施例3

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二異辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m1)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(11.94g,48mmol)、無水碳酸鉀(6.07g,44mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流4.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為9:1的二氯甲烷和正己烷的混合液，得7.3g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為74％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(11.52g,120mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌4.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為環(huán)己烷，得2.8g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為61％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加2.5ml正丁基鋰(2.4mol/l，6.0mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1.3小時，然后在-78℃的條件下，加入9ml的三甲基氯化錫(1mol/l，9.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.05g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為67％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.24mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入15mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，120℃下攪拌反應(yīng)45小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合溶液，得到128mg藍色固體m1，反應(yīng)產(chǎn)率為88％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m1的表征如下：tof-ms:m/z＝1506；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,58h),0.88(t,36h)；

anal.calcdforc92h120n4o6s4(％):c,73.36；h,8.03；n,3.72.found(％):c,73.35；h,8.01；n,3.73。

實施例4

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m2)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(11.2g,45mmol)、無水碳酸鉀(8g,58mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流4小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為10:1的二氯甲烷和石油醚的混合液，得7.4g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為75％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(9.6g,100mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌4小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為石油醚，得2.85g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為62％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加3.0ml正丁基鋰(2.4mol/l，7.2mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1小時，然后在-78℃的條件下，加入8ml的三甲基氯化錫(1mol/l，8.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.01g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為64％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.25mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入10mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，115℃下攪拌反應(yīng)48小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合溶液，得到111mg藍色固體m2，反應(yīng)產(chǎn)率為74％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m2的表征如下：

tof-ms:m/z＝1506；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,70h),0.88(t,24h)；

anal.calcdforc92h120n4o6s4(％):c,73.36；h,8.03；n,3.72.found(％):c,73.35；h,8.01；n,3.73。

實施例5

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m2)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(12.44g,50mmol)、無水碳酸鉀(4.14g,30mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流3.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為8:1的二氯甲烷和石油醚的混合液，得7.5g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為77％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

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步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(7.68g,80mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌3.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為正己烷，得2.80g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為61％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加3.3ml正丁基鋰(2.4mol/l，8.0mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1.5小時，然后在-78℃的條件下，加入7ml的三甲基氯化錫(1mol/l，7.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.03g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為65％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.23mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入12mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，110℃下攪拌反應(yīng)50小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的正己烷和三氯甲烷的混合溶液，得到105mg藍色固體m2，反應(yīng)產(chǎn)率為70％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m2的表征如下：

tof-ms:m/z＝1506；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,70h),0.88(t,24h)；

anal.calcdforc92h120n4o6s4(％):c,73.36；h,8.03；n,3.72.found(％):c,73.35；h,8.01；n,3.73。

實施例6

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二辛基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m2)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(11.94g,48mmol)、無水碳酸鉀(6.07g,44mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流4.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為9:1的二氯甲烷和正己烷的混合液，得7.3g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為74％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(11.52g,120mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌4.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為環(huán)己烷，得2.8g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為61％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加2.5ml正丁基鋰(2.4mol/l，6.0mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1.3小時，然后在-78℃的條件下，加入9ml的三甲基氯化錫(1mol/l，9.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.05g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為67％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.24mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入15mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，120℃下攪拌反應(yīng)45小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合溶液，得到108mg藍色固體m2，反應(yīng)產(chǎn)率為72％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m2的表征如下：

tof-ms:m/z＝1506；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,70h),0.88(t,24h)；

anal.calcdforc92h120n4o6s4(％):c,73.36；h,8.03；n,3.72.found(％):c,73.35；h,8.01；n,3.73。

實施例7

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二十二烷基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m3)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(11.2g,45mmol)、無水碳酸鉀(8g,58mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流4小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為10:1的二氯甲烷和石油醚的混合液，得7.4g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為75％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(9.6g,100mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌4小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為石油醚，得2.85g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為62％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加3.0ml正丁基鋰(2.4mol/l，7.2mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1小時，然后在-78℃的條件下，加入8ml的三甲基氯化錫(1mol/l，8.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.01g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為64％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.25mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入10mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，115℃下攪拌反應(yīng)48小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合溶液，得到144mg藍色固體m3，反應(yīng)產(chǎn)率為83％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m3的表征如下：

tof-ms:m/z＝1730；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,70h),0.88(t,24h)；

anal.calcdforc108h152n4o6s4(％):c,74.95；h,8.85；n,3.24.found(％):c,74.96；h,8.83；n,3.23。

實施例8

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二十二烷基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m3)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(12.44g,50mmol)、無水碳酸鉀(4.14g,30mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流3.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為8:1的二氯甲烷和石油醚的混合液，得7.5g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為77％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(7.68g,80mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌3.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為正己烷，得2.8g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為61％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加3.3ml正丁基鋰(2.4mol/l，8.0mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1.5小時，然后在-78℃的條件下，加入7ml的三甲基氯化錫(1mol/l，7.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.03g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為65％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.23mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入12mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，110℃下攪拌反應(yīng)50小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的正己烷和三氯甲烷的混合溶液，得到138mg藍色固體m3，反應(yīng)產(chǎn)率為80％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m3的表征如下：

tof-ms:m/z＝1730；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,70h),0.88(t,24h)；

anal.calcdforc108h152n4o6s4(％):c,74.95；h,8.85；n,3.24.found(％):c,74.96；h,8.83；n,3.23。

實施例9

3,7-二壬基-萘并二呋喃-2,6-二(2,5-二十二烷基-3,6-噻吩基-2-吡咯并吡咯二酮(m3)的制備，包括如下步驟：

步驟1)氬氣保護下，1,5-二羥基萘(3.20g,20.0mmol)、1-溴-2-十一酮(11.94g,48mmol)、無水碳酸鉀(6.07g,44mmol)混合溶于100ml無水乙腈中，加熱回流4.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫倒入水中，用二氯甲烷萃取，混合相用水洗滌，無水硫酸鎂干燥，然后旋干有機相，得化合物1粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為9:1的二氯甲烷和正己烷的混合液，得7.3g淺黃色固體化合物1，反應(yīng)產(chǎn)率為74％；

所述化合物1的表征如下：

gc-ms:m/z＝497；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):7.93(d,2h),7.74(d,2h),7.54(d,2h),4.62(t,4h),2.78(t,4h),1.77-1.27(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calcd.forc32h48o4(％):c,77.38；h,9.47；o,12.88；found:c,77.27；h,9.60；o,13.03。

步驟2)化合物1(4.96g,10mmol)溶于50ml二氯甲烷中，加入甲磺酸(11.52g,120mmol)得到深藍色溶液，回流反應(yīng)攪拌4.5小時；反應(yīng)完畢后，冷卻至室溫，倒入冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物2粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為環(huán)己烷，得2.8g黃色固體化合物2，反應(yīng)產(chǎn)率為61％；

所述化合物2的表征如下：

gc-ms:m/z＝461；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,28h),0.88(t,6h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,83.43；h,9.63；o,6.95；found:c,83.37；h,9.60；o,6.83。

步驟3)氬氣保護下，化合物2(0.92g，2mmol)溶于50ml無水四氫呋喃中，溶液冷卻至-78℃，緩慢滴加2.5ml正丁基鋰(2.4mol/l，6.0mmol)溶液，室溫反應(yīng)攪拌1.3小時，然后在-78℃的條件下，加入9ml的三甲基氯化錫(1mol/l，9.0mmol)，反應(yīng)混合物室溫攪拌過夜。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物溶液倒入100ml冰水中，用二氯甲烷萃取，旋干有機相，得化合物3粗品，粗品用異丙醇重結(jié)晶得1.05g黃色針狀固體化合物3，反應(yīng)產(chǎn)率為67％；

所述化合物3的表征如下：

gc-ms:m/z＝786；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.11(d,2h),7.66(d,2h),2.74(d,4h),1.59-1.29(m,28h),0.88(t,6h),0.47(s,18h)；

elementalanalysis:calc.forc32h44o2(％):c,58.04；h,7.69；o,4.07；found:c,58.11；h,7.60；o,4.13。

步驟4)氬氣保護下，將0.1mmol的化合物3和0.24mmol的化合物4加入到10ml無水甲苯中，再加入15mg的四(三苯基膦)鈀(pd(pph3)4)，120℃下攪拌反應(yīng)45小時后，冷卻至室溫，倒入100ml甲醇中沉析，過濾，得所述萘并二呋喃類光伏材料粗品，粗品過硅膠柱淋洗，淋洗采用的淋洗液為體積比為2:1的石油醚和三氯甲烷的混合溶液，得到147mg藍色固體m3，反應(yīng)產(chǎn)率為85％；所述化合物4中r結(jié)構(gòu)如下：

所述m3的表征如下：

tof-ms:m/z＝1730；

¹hnmr(400mhz,cdcl3,ppm):8.96(d,2h),8.88(d,2h),8.14(d,2h),7.74(d,2h),7.55(d,2h),7.25(m,2h),7.00(d,2h),3.97(m,8h),2.78(t,4h),1.76-1.26(m,70h),0.88(t,24h)；

anal.calcdforc108h152n4o6s4(％):c,74.95；h,8.85；n,3.24.found(％):c,74.96；h,8.83；n,3.23。

實施例10

有機小分子太陽能電池的制備

3mg的m1與3mg的pc61bm混合，加入0.25ml三氯甲烷溶解，通過旋涂方式在經(jīng)pedot:pss修飾過的導(dǎo)電玻璃上制備出一層約120nm厚的薄膜，經(jīng)過110℃下熱退火10分鐘，然后通過真空蒸鍍的方式用氟化鋰在光伏活性層上制備金屬電極。其器件性能表現(xiàn)為：短路電流＝11.1ma/cm²；開路電壓＝0.83v；填充因子＝52.1％；模擬太陽光(a.m.1.5，100mw/cm²)下的能量轉(zhuǎn)換效率＝4.8％。

實施例11

有機小分子太陽能電池的制備

2mg的m2與4mg的pc61bm混合，加入0.25ml三氯甲烷溶解，通過旋涂方式在經(jīng)pedot:pss修飾過的導(dǎo)電玻璃上制備出一層約110nm厚的薄膜，經(jīng)過110℃下熱退火10分鐘，然后通過真空蒸鍍的方式用氟化鋰在光伏活性層上制備金屬電極。其器件性能表現(xiàn)為：短路電流＝3.2ma/cm²；開路電壓＝0.79v；填充因子＝530.％；模擬太陽光(a.m.1.5，100mw/cm²)下的能量轉(zhuǎn)換效率＝1.3％。

實施例12

有機小分子太陽能電池的制備

1.5mg的m3與4.5mg的pc61bm混合，加入0.25ml三氯甲烷溶解，通過旋涂方式在經(jīng)pedot:pss修飾過的導(dǎo)電玻璃上制備出一層約120nm厚的薄膜，經(jīng)過110℃下熱退火10分鐘，然后通過真空蒸鍍的方式用鋁在光伏活性層上制備金屬電極。其器件性能表現(xiàn)為：短路電流＝7.66ma/cm²；開路電壓＝0.82v；填充因子＝50.8％；模擬太陽光(a.m.1.5，100mw/cm²)下的能量轉(zhuǎn)換效率＝3.2％。

實施例13

以m1為例，對其進行熱穩(wěn)定性分析、光譜分析、電化學(xué)性能分析以及光伏性能分析。

m1的熱失重分析結(jié)果如圖1所示。由結(jié)果可知：m1的5％熱分解溫度為317℃，表明萘并二呋喃類光伏材料具有良好的熱穩(wěn)定性，能夠滿足長期在室外工作時材料質(zhì)量不會衰減過快的需求。

m1的吸收光譜如圖2所示，m1的光學(xué)結(jié)果如下表1所示。由表1可見：在溶液狀態(tài)下，吸收邊帶在650nm，最大吸收峰為573nm；在薄膜狀態(tài)下，m1的吸收邊帶在750nm，對比溶液有明顯的紅移，m1的光學(xué)帶隙為1.65ev。從圖2的吸收光譜可以看出萘并二呋喃類光伏材料的能隙較低，對光的吸收較寬，有利于獲得較高的光電流，這類在可見光區(qū)有著寬廣吸收的窄帶隙光伏材料在太陽能電池的制備中有著廣闊的應(yīng)用前景。

循環(huán)伏安法是測定化合物homo與lumo能級經(jīng)常所用的方法。圖3表示的是m1的循環(huán)伏安曲線，m1的電化學(xué)結(jié)果如表1所示。我們可以從氧化曲線部分看出m1的氧化電位是0.78v，對應(yīng)的homo能級為-5.50ev，從還原曲線部分可以看出m1的還原電位是-0.73v，所以對應(yīng)的lumo能級為-3.98ev，電化學(xué)帶隙為1.52ev。低的homo能級表明萘并二呋喃類光伏材料有良好的空氣穩(wěn)定性，非常適合制備太陽能電池器件。

m1的光學(xué)和電化學(xué)結(jié)果如表1所示：

表1。

m1的光伏性能如圖4所示，m1的光伏性能結(jié)果如表2所示。由圖4和表2可以看出：萘并二呋喃類有機小分子太陽能電池材料具有優(yōu)異的光伏性能；如m1與pc61bm共混時，120℃下熱退火20分子后，能量轉(zhuǎn)換效率達到4.8％，由此可以推斷萘并二呋喃類光伏材料制備的太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率可以通過優(yōu)化器件得到進一步提升。

表2：m1的光伏性能結(jié)果如表2所示：

表2。

由上述實施例1～13可以看出：本發(fā)明中所述萘并二呋喃類光伏材料的合成路線簡單、成本低且合成方法具有普適性，可以較好的推廣應(yīng)用于其他萘并二呋喃類材料的合成；且所述萘并二呋喃類光伏材料可以獲得更寬的紫外-可見吸收光譜，具有較低的homo能級，對氧的穩(wěn)定性高，有利于制備性能更加穩(wěn)定的太陽能電池器件，將其應(yīng)用于太陽能電池中時，具有良好的光電轉(zhuǎn)換功能。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術(shù)特征之間也可以進行組合，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節(jié)中提供。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。