[发明专利]一种双苯并三噻吩衍生物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种双苯并三噻吩衍生物及其制备方法和应用。该双苯并三噻吩衍生物具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的结构式：其中，R选自取代或未取代的Csubgt;1～30/subgt;的烷基、取代或未取代的Csubgt;1～30/subgt;的烷氧基、取代或未取代的Csubgt;2～10/subgt;的烯基、取代或未取代的Csubgt;2～30/subgt;的炔基、取代或未取代的Csubgt;6～30/subgt;的芳基；Rsubgt;1/subgt;和Rsubgt;2/subgt;独立地选自取代或未取代的Csubgt;6～30/subgt;的芳基、取代或未取代的Csubgt;6～30/subgt;的杂芳基。本发明提供双苯并三噻吩衍生物极大地提高了器件电荷分离与传输效率，实现了效率超过15％的有机太阳能电池，对制备大面积、高效率电池器件具有重要意义。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其是涉及一种双苯并三噻吩衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

当今世界，能源是促进经济发展的重要因素。随着经济的不断发展，人民生活质量的提高，对传统化石能源的消耗日益增加,带来了严重的环境污染，因此发展可再生能源成为必不可少的途径。太阳光能储量大，分布范围广，是一种可靠的可再生清洁能源。太阳能电池将光能直接转化为电能，是一种理想的太阳能利用方式。有机太阳电池是将太阳能这一清洁能源转化为电能的技术手段，此外，太阳能的有效利用也是解决能源问题的关键措施。有机太阳能电池具有质轻、颜色可调，柔性等优点，并且价廉、高效、可大面积制备的有机太阳能电池一直是人们追求的目标。

有机太阳能电池作为一种新型的第三代光伏技术，在未来能源领域具有广阔的应用前景。有机太阳能电池的竞争力主要取决于其成本、单位重量下的发电量和低能耗更环保的制备。近年来，由于对高效光伏材料、器件优化和界面工程的深入研究，聚合物给体和非富勒烯小分子受体(SMAs)的体异质结(BHJ)OSCs也发展迅速。通过聚合物给体、小分子受体结合而成的体异质结(BHJ)型有机太阳能电池，光电转换效率(PCEs)多次超过18％。虽然该种太阳能电池的光电转换效率高，但其也存在一些缺陷：较差的机械性能和光热状态下不够稳定等。

现有技术中，高效率有机太阳能器件都是小面积器件实现，同时用旋涂剂以有害的卤化溶剂为主，难以满足其要求未来商业化中商业化量产的要求。如果制备大面积厚膜器件，能量转化效率会显著下降。因此，发展适用于大面积OSCs的非富勒烯受体材料是非常重要的。利用大面积(1cm²)印刷技术制备厚度为100nm的均匀薄膜是一项困难的工作。

因此，开发一种可采用非卤溶剂常温加工、分子量确定的稠环非富勒烯受体材料，这是发展高效率、大面积有机太阳能电池所亟需的。对制备低成本、大面积有机太阳电池，推动其商业化进程具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出一种双苯并三噻吩衍生物，促进器件获得较高的器件效率，同时应用在大面积有机太阳能电池。

本发明第二方面还提供一种双苯并三噻吩衍生物的制备方法。

本发明第三方面还提供一种双苯并三噻吩衍生物在大面积太阳能电池或有机发光二极管中的应用。

本发明第四方面还提供一种太阳能电池活性层。

本发明第五方面还提供一种太阳能电池。

根据本发明的第一方面实施例提供一种双苯并三噻吩衍生物，所述双苯并三噻吩衍生物具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的结构式：

其中，R选自取代或未取代的C_1～30的烷基、取代或未取代的C_1～30的烷氧基、取代或未取代的C_2～10的烯基、取代或未取代的C_2～30的炔基、取代或未取代的C_6～30的芳基；