[发明专利]一种寡聚物受体材料、其制备方法和太阳能电池

说明书

本发明提供了一种寡聚物受体材料、其制备方法和太阳能电池。本发明的化合物在单一小分子受体基础上，通过选择合适的中间连接基团及端基单元，将受体单体连接为二臂，三臂及四臂的寡聚物受体。本发明的化合物同时具有合适的能级和良好的溶解性，可以作为受体材料应用于有机太阳能电池中。与单一受体相比，寡聚物拥有较高的最高未占有轨道，使高效率的材料获得高开路电压成为可能；同时与基于小分子受体的聚合物受体相比，寡聚物材料纯度更高，无批次性差异；其次，基于寡聚物受体的光伏器件表现出优异的光稳定性，这无疑是实现工业化应用的重要前提。寡聚物受体的发明在有机太阳能电池领域具有重要价值。

技术领域

本发明属于有机材料化学领域，具体涉及一种寡聚物受体材料、其制备方法和太阳能电池。

背景技术

环境污染，化石燃料枯竭等问题的日益严重，将人们的视野转向对绿色无污染的新能源的开发利用上，太阳能取之不尽，用之不竭，将太阳能直接转化为电能的太阳能电池是对太阳能的有效利用之一。

与无机太阳能电池相比，有机太阳能电池材料来源广泛，无毒且价格低廉，重量轻，可利用卷对卷工艺实现大面积制备等优势，早已成为业界研究热点之一。

近年来，有机太阳能电池发展迅速，尤其是新型非富勒烯受体的快速发展，使得基于聚合物给体-非富勒烯受体的单结有机太阳能电池的器件效率超过19％，已经达到了可商业化应用的效率，但其稳定性差，远不如无机及有机-无机杂化太阳能电池，限制了其商业化应用。

其中的全聚合物太阳能电池因稳定的活性层互穿网络形貌而具有较好的热稳定性，但其效率仍低于非富勒烯小分子受体太阳能电池。基于此本发明的寡聚物受体因拥有较长的分子骨架，在实现高效率的同时可以形成稳定的活性层形貌保持良好的热稳定性，这对实现有机太阳能电池的商业化应用具有重要意义。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种寡聚物受体材料、其制备方法和太阳能电池。本发明的寡聚物受体材料，拥有较长的分子骨架，在实现高效率的同时可以形成稳定的活性层形貌保持良好的热稳定性。

在阐述本发明内容之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“Y系列”是指：以缺电子单元苯并噻二唑及其衍生物奎喔啉为核的非富勒烯有机受体光伏材料。

术语“IDT”是指：以引达省并二噻吩及其衍生物为核的非富勒烯有机受体光伏材料。

术语“Pd₂(dba)₃”是指：三(二苄亚基丙酮)钯。

术语“ITO”是指：氧化铟锡阳极。

术语“2PACz”是指：[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸，作为本发明寡聚物受体材料器件的空穴传输层。

术语“Y6”是指：非富勒烯受体：2，2'-(2Z，2'Z)-((12，13-二(2- 乙基己基)-3，9-二十一烷基-12，13-二氢-[1，2，5]噻二唑并[3，4-e]噻吩并[2“，3'：4'，5']噻吩并[2'，3'：4，5]吡咯并[3，2-g]噻吩并[3，2'：4， 5]噻吩并[3，2-b]吲哚-2，10-二基)双(甲酰基亚甲基)双(5，6-二氟-3- 氧代-2，3-二氢-1H-茚-2，1-二亚烷)二甲腈。

术语“PM6”是指：聚合物给体：聚[2，6-(4，8-双(5-(2-乙基己基-3- 氟)噻吩-2-基)苯并[1，2-b：4，5-双噻吩)-alt-(5，5-(1'，3'-二-2-噻吩基-5'，7'-双(2-乙基己基)苯并[1'，2'-c：4'，5'-c]二噻吩-4，8-二酮)]。