專利名稱：含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機半導(dǎo)體材料，更具體的涉及一類用含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料。本發(fā)明還涉及一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
高效率太陽能電池通常是以無機半導(dǎo)體為原料，但目前市場上主要的硅晶太陽能電池由于生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，污染嚴重，耗能大，成本高，抑制了其商業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展。因此利用廉價材料制備低成本、高效能的太陽能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點和難點。而有機半導(dǎo)體材料一方面由于有機材料的環(huán)境穩(wěn)定性好、制備成本低、功能易于調(diào)制、柔韌性及成膜性都較好；另一方面由于有機太陽能電池加工過程相對簡單，可低溫操作，器件制作成本也較低等優(yōu)點而備受關(guān)注，成為廉價和有吸引力的太陽能電池材料。除此之外，有機太陽能電池的潛在優(yōu)勢還包括可實現(xiàn)大面積制造、可使用柔性襯底、環(huán)境友好、輕便易攜等。雖然有機太陽能電池得到了較快的發(fā)展，但是仍比無機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低得多，限制其性能提高的主要制約因素有有機半導(dǎo)體器件相對較低的載流子遷移率，器件的光譜響應(yīng)與太陽輻射光譜不匹配，高光子通量的紅光區(qū)沒有被有效利用以及載流子的電極收集效率低等。為了使有機太陽能電池得到實際的應(yīng)用，開發(fā)新型的材料，大幅度提高其能量轉(zhuǎn)換效率仍是這一研究領(lǐng)域的首要任務(wù)。芴由于具有平面分子特性，結(jié)構(gòu)較為剛性，因此化學性質(zhì)穩(wěn)定；并且可通過化學反應(yīng)在9位上引入其它支鏈，2、7位上易進行過渡金屬交叉偶聯(lián)，因此具有很好的化學可修飾性；另外它還具有相對較寬的帶隙和較低的HOMO能級，優(yōu)良的量子效率、空穴傳輸性能和成膜性，因此芴及其衍生物被廣泛應(yīng)用于光電材料的研究。蒽及其衍生物具有很好的穩(wěn)定性和較好的成膜性；其紫外可見光譜呈現(xiàn)出較寬的手指峰吸收，有利于提高對太陽光的吸收覆蓋范圍；并且它具有適當?shù)妮d流子傳輸特性，其晶體室溫下空穴遷移率可達3cm2/V *s，是一類優(yōu)異的有機半導(dǎo)體材料。雖然蒽及其衍生物作為有機電致發(fā)光材料的報道已有很多，但作為有機光伏材料的研究卻鮮有報道，這就大大限制了它的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料，用于解決上述問題。本發(fā)明所述的一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料，具有以下通式 (P)
權(quán)利要求
1.下述通式(P)的一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元的有機半導(dǎo)體材料，其特征在于，所述m的取值范圍為6彡m彡12之間的整數(shù)；所述札、R2分別為具有C1 C4tl的直鏈或支鏈的烷基、具有C1 C18的直鏈或支鏈的烷氧基；所述民為C6 C12烷基。
3.一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟步驟Si、提供如下化合物A、B、C、D :
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述m的取值范圍為12之間的整數(shù)；所述禮、R2分別為具有C1 C4tl的直鏈或支鏈的烷基、具有C1 C18的直鏈或支鏈的烷氧基；所述民為C6 C12烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第一溶劑為四氫呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑的摩爾用量為化合物(F) 摩爾量的0. 05% 20% ；所述催化劑為有機鈀或有機鈀與有機磷配體的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機鈀為Pd(pwg4、Pd (OAc) 2、Pd2 (dba) 3或Pd (PPh3) 2C12 ；所述有機磷配體為三環(huán)己基膦或P (o-Tol) 3。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述堿液為NaOH水溶液、Na2CO3水溶液、NaHCO3水溶液或四乙基氫氧化銨水溶液；所述堿液中堿的摩爾用量為化合物F摩爾量的2 20倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第二溶劑為甲苯、乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或乙酸乙酯中的至少一種。
10.一種如權(quán)利要求1所述的一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元的有機半導(dǎo)體材料在有機太陽能電池，有機電致發(fā)光器件，有機場效應(yīng)晶體管，有機光存儲，有機非線性器件和有機激光器件等領(lǐng)域中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于光電子材料領(lǐng)域，其公開了一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料，其具有以下通式(P)式中，n為1～100之間的整數(shù)；m為1～20的整數(shù)；x、y為正實數(shù)值，且x+y＝1；R1、R2分別為氫、氟、氰基、具有C1～C40的直鏈或支鏈的烷基、具有C1～C40的直鏈或支鏈的烷氧基、芳基、或雜芳基；R3為C1～C20的烷基。本發(fā)明還提供一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元有機半導(dǎo)體材料的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明的一類含芴、蒽和苯并二噻吩單元單元有機半導(dǎo)體材料載流子遷移率高，吸光度強，對光吸收范圍寬，提高了其對太陽光的利用率，其制備方法工藝簡單、產(chǎn)率高、易于操作和控制。
文檔編號H01L51/54GK102453228SQ20101051327
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者周明杰, 黃佳樂, 黃杰 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司