CN104447744A - 苝二酰亚胺衍生物、及其在太阳能电池的应用及制备方法 - Google Patents

苝二酰亚胺衍生物、及其在太阳能电池的应用及制备方法 Download PDF

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CN104447744A CN201410660258.4A CN201410660258A CN104447744A CN 104447744 A CN104447744 A CN 104447744A CN 201410660258 A CN201410660258 A CN 201410660258A CN 104447744 A CN104447744 A CN 104447744A
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Abstract

本发明涉及有机光伏材料领域，具体涉及苝二酰亚胺衍生物，及苝二酰亚胺衍生物为受体材料太阳能电池及制备方法。1,6,7,12-四取代苝二酰亚胺衍生物：R1选自任一基团：C6-20的烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基杂芳香基、含取代基烷基杂芳香基、烷基杂环基、含取代基烷基杂环基；R2选自：C6-20的芳香基、含取代基的芳香基、含取代基芳香杂环基、烷氧基杂芳基、含取代基烷氧基杂芳基中任一种；或C5-20芳香杂环基、含取代基芳香杂环基、多元素芳香杂环、含取代基多元素芳香杂环。本发明增加苝二酰亚胺衍生物的种类，且在有机太阳能电池应用。

Description

苝二酰亚胺衍生物、及其在太阳能电池的应用及制备方法
技术领域
本发明涉及有机光伏材料领域，具体而言，涉及苝二酰亚胺衍生物、及其制备方法，以及以苝二酰亚胺衍生物为受体型材料的太阳能电池及其制备方法。
背景技术
太阳能是一种绿色、环保的可再生能源，它的转化与应用是解决能源危机的重要战略途径之一。与硅基和无机半导体光伏材料的高效光电转换效率(15-30％)相比，聚合物光伏材料的转化效率还较低，仅为8-10％左右。
富勒烯作为经典的受体材料被广泛的用于有机太阳能电池中，但是其自身存在众多的问题，比如价格昂贵、化学改性困难(例如改变物理能级)等。苝二酰亚胺是一类在可见区具有强吸收的n-型有机半导体材料，它的吸收峰位与1,6,7,12位上的取代基的性质密切相关，随取代基的种类不同而变化，一般位于500-600nm之间，其摩尔消光系数在104M-1.cm-1数量级(C.L.Zhan,A.D.Q.Li,Curr.Org.Chem.,2011,15(9),1314-1339)。由于苝二酰亚胺类化合物的分子聚集非常严重，严重制约了器件的效率
发明内容
本发明的目的在于提供一种1,6,7,12-四取代-苝二酰亚胺衍生物、及其制备方法，以及以苝二酰亚胺衍生物为受体型材料的太阳能电池及其制备方法，以解决苝二酰亚胺衍生物产率低，衍生产品少问题。
本发明实施例提供了一种1,6,7,12-四取代苝二酰亚胺衍生物，其结构式为：
其中，
R1选自任一种基团：C6-20的烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基杂芳香基、含取代基烷基杂芳香基、烷基杂环基、含取代基烷基杂环基；
R2选自：C6-20的芳香基、含取代基的芳香基、含取代基芳香杂环基、烷氧基杂芳基、含取代基烷氧基杂芳基中任一种；或C5-20芳香杂环基、含取代基芳香杂环基、多元素芳香杂环、含取代基多元素芳香杂环。
在一些实施例中，优选为，作为R2的芳香基选自：苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、三苯胺基、芘基、茚基、联苯基和芴基中的至少一种；作为R2的杂环基、杂芳基均选自：噻吩、苯并噻吩、吡喃、苯并吡喃、呋喃、苯并呋喃、咪唑、苯并咪唑、吡唑、苯并吡唑、吡咯、苯并吡咯、吡啶、苯并吡啶、吡嗪、苯并吡嗪、吲哚、异吲哚、苯并吲哚、嘧啶、苯并嘧啶、萘啶、苯并萘啶、哒嗪、苯并哒嗪、吲唑、苯并吲唑、嘌呤、苯并嘌呤、喹嗪、苯并喹嗪、喹啉、苯并喹啉、吲嗪、苯并吲嗪、酞嗪、苯并酞嗪、喹喔啉、苯并喹喔啉、噻唑、苯并噻唑、咔啉、苯并咔啉、菲啶、苯并菲啶、菲咯啉、苯并菲咯啉、吖啶、苯并吖啶、吩嗪、苯并吩嗪、吩噻嗪、苯并吩噻嗪、咔唑、苯并咔唑、二并噻吩、二噻吩并吡咯、三并噻吩、四并噻吩、五并噻吩的任一种。
在一些实施例中，优选为，所述取代基选自以下任一种：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基和二十碳烷基、羟基、巯基、氟原子，氯原子，溴原子、碘原子、氰基、醛基、脂基、磺基、亚磺基、硝基、氨基、亚氨基、羧基、肼基。
在一些实施例中，优选为，R1选自的C1-30的烷氧基或含有取代基的烷氧基，其中烷氧基选自：甲氧基，乙氧基，丙氧基，异丙氧基，正丁氧基，仲丁氧基，异丁氧基，叔丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基和二十碳烷氧基的任一种。
在一些实施例中，优选为，R1选自的基团相同或不同；R2选自的基团相同或不同。
本发明还提供了一种苝二酰亚胺衍生物的制备方法，包括：
(1)将1,6,7,12-四溴-环已基苝二酰亚胺、苯硼酸、氟化铯、氧化银加入到三口瓶中，氮气氛围下，将催化剂四(三苯基膦)钯加入到三口瓶的上述体系中；
(2)向三口瓶中加入用于获取衍生物的溶剂，混合、加热反应20-26小时；
(3)冷却至室温，用硅胶柱分离，即得。
本发明还提供了一种有机太阳能电池，所述电池包括给体型聚合物和作为受体材料的权利要求1-5任一项所述的苝二酰亚胺衍生物。
在一些实施例中，优选为，所述有机太阳能电池的电流为10mA/cm2，开路电压为0.87V，填充因子为46.4％，光电转换效率可以达到4.1％。
本发明还提供了一种苝二酰亚胺衍生物应用于太阳能电池的方法，包括：
(1)将权利要求1中式1的1,6,7,12-四取代的苝二酰亚胺与给体型聚合物材料按5:1-1:5(重量比)配制为20-40mg/mL的二氯苯(或者氯苯)溶液，惰性气氛中，搅拌溶解4-24小时；
(2)将步骤(1)制得的二氯苯(或者氯苯)溶液用旋转涂膜技术按一定的转速均匀涂抹在传统器件结构(ITO/PEDOT:PSS)或者反转器件结构(ITO/ZnO)导电玻璃上，制备光伏活性层；
(3)在步骤(2)制得的光伏活性层上蒸镀或者旋涂一层电荷传输层，然后蒸镀金属电极，制备得到光伏电池器件；
(4)在光伏电池器件中加入体积比为0.1％～5％的溶剂添加剂。
在一些实施例中，优选为，所述给体型聚合物包括：P3HT或PBDTTT-C-T，所述溶剂添加剂包括：二碘辛烷(1,8-diiodooctane)或者1-氯萘(1-chloronaphthalene)或者二碘辛烷和1-氯萘按照20:1-1:20(体积比)混合的溶剂。
本发明实施例提供的苝二酰亚胺衍生物及在有机太阳能电池上的应用，与现有技术相比，提高了苝二酰亚胺衍生物的产率，且提高了苝二酰亚胺衍生物的种类；而且，1,6,7,12-四取代-苝二酰亚胺为溶液可加工的电子受体型有机小分子，可与市场上销售的P3HT等电子给体型聚合物组合，用于有机光伏电池器件，应用于光电子领域。本发明苝二酰亚胺单体所产生的电流可达到10mA/cm2，开路电压为0.87V，填充因子为46.4％，光电转换效率可以达到4.1％。
附图说明
图1为本发明一个实施例中苝二酰亚胺衍生物的质谱图；
图2为图1中苝二酰亚胺衍生物的核磁氢谱图；
图3为图1中苝二酰亚胺衍生物的核磁碳谱图；
图4为图1中苝二酰亚胺衍生物的紫外吸收谱图；
图5为图1中苝二酰亚胺衍生物应用到太阳能电池中的光伏曲线图；
图6为图1中苝二酰亚胺衍生物应用到太阳能电池中的光谱感光度。
具体实施方式
下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。
富勒烯作为经典的受体材料被广泛的用于有机太阳能电池中，但是其自身存在众多的问题，比如价格昂贵、化学改性困难(例如改变物理能级)等。苝二酰亚胺衍生物是目前兴起作为富勒烯的最佳替代品。考虑到目前由于苝二酰亚胺类化合物的分子聚集非常严重，严重制约了器件的效率，为了限制薄膜状态下分子的聚集，本发明提出了1,6,7,12-四取代的扭曲非平面型苝二酰亚胺衍生物、及其制备方法，以及以苝二酰亚胺衍生物为受体型材料的太阳能电池及其制备方法。
一种苝二酰亚胺衍生物，其结构式为：
其中，
R1选自任一种基团：C6-20的烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基杂芳香基、含取代基烷基杂芳香基、烷基杂环基、含取代基烷基杂环基；
R2选自：C6-20的芳香基、含取代基的芳香基、含取代基芳香杂环基、烷氧基杂芳基、含取代基烷氧基杂芳基中任一种；或C5-20芳香杂环基、含取代基芳香杂环基、多元素芳香杂环、含取代基多元素芳香杂环。
一种苝二酰亚胺衍生物的制备方法，包括：
(1)将化合物1,6,7,12-四溴-环已基苝二酰亚胺、苯硼酸、氟化铯、氧化银加入到三口瓶中，氮气氛围下，将催化剂四(三苯基膦)钯加入到三口瓶的上述体系中；
(2)向三口瓶中加入用于获取衍生物的溶剂，混合、加热反应20-26小时；
(3)冷却至室温，用硅胶柱分离，即得。
一种有机太阳能电池，所述电池包括给体型聚合物和作为受体材料的上述的苝二酰亚胺衍生物。
一种苝二酰亚胺衍生物应用于太阳能电池的方法，包括：
(1)将1,6,7,12-四取代的苝二酰亚胺与给体型聚合物材料按5:1-1:5(重量比)配制为20-40mg/mL的二氯苯(或氯苯)溶液，惰性气氛中，搅拌溶解4-24小时；
(2)将步骤(1)制得的二氯苯(或氯苯)溶液用旋转涂膜技术按一定的转速均匀涂抹在传统器件结构(ITO/PEDOT:PSS)或者反转器件结构(ITO/ZnO)导电玻璃上，制备光伏活性层；
(3)在步骤(2)制得的光伏活性层上蒸镀或者旋涂一层电荷传输层，然后蒸镀金属电极，制备得到光伏电池器件。
(4)在光伏电池器件中加入体积比为0.1％～5％的溶剂添加剂。
目前，尽管基于苝二酰亚胺类化合物作为受体材料的有机太阳能电池研究报道很多，但是电池的效率仍然非常低。这主要是由于传统的苝二酰亚胺类分子在固态下，分子之间极强的作用力导致分子聚集产生，从而严重制约了器件的效率。为了限制薄膜状态下分子的聚集，一个有效的办法是使用苝二酰亚胺的二聚体，已有专利和文献报道；另一个方法就是对苝二酰亚胺的单体分子进行化学修饰。本专利中，针对分子的结构，设计并合成一类具有扭曲分子构型的新型苝二酰亚胺。具体为，在苝二酰亚胺的1,6,7,12-四个位置进行完全共轭化学修饰，一方面利用取代基的空间位阻来扭曲苝二酰亚胺的平面；另一方面，由于空间位阻，1,6,7,12-四个位置的取代基无法平整展开，被迫与苝二酰亚胺的平面形成非平面的二面角，此双重作用构成了具有扭曲非平面分子构型的三维苝二酰亚胺衍生物。器件结果充分证实了我们方法的有效性。与报道的苝二酰亚胺二聚体相比，本专利中苝二酰亚胺单体具有明显优势：分子结构简单，合成步骤简短，便于工业化和成本控制。
接下来，通过一些实施例来描述苝二酰亚胺衍生物：
实施例1：
该苝二酰亚胺衍生物的制备方法为：
具体步骤包括：
1)将化合物1,6,7,12-四溴-环已基苝二酰亚胺、(391mg,0.45mmol),苯硼酸(330mg,2.7mmol),氟化铯(550mg,3.6mmol)和氧化银(460mg,2.0mmol)加入到三口瓶中。在氮气氛围下，将催化剂四(三苯基膦)钯(52mg,0.045mmol)加入到上述体系中。15mL溶剂(乙二醇二甲醚)加入后，混合体系加热反应24小时。冷却到室温，用硅胶柱分离，得到紫黑色固体，产率32％。
2)产物表征数据：
图1为所得苝二酰亚胺衍生物的质谱图：calcd for C60H46N2O4859.02；found:858.8。
图2为所得苝二酰亚胺衍生物的核磁氢谱：(300MHz,CDCl3,25℃):δ＝8.18(s,4H,perylene-H),7.13(m,4H,Ph-H),7.02(s,br,8H,Ph-H),6.62(s,br,8H,Ph-H),4.99(d,2H,N–CH–),2.52(m,4H,–CH–),1.85(b,br,4H,–CH2–),1.70(m,br,4H,–CH2–),1.39-1.19(m,8H,–CH2–)ppm。
图3为所得苝二酰亚胺衍生物的核磁碳谱：13C NMR(CDCl3,25℃):δ＝164.3(C＝O),142.7,140.7,133.8,131.8,131.4,129.0,128.8,127.6,126.1,122.9,54.1,29.3,26.7,25.6.
将所得苝二酰亚胺衍生物的进行紫外吸收谱图进行元素分析：Anal.Calcd.forC60H46N2O4:C,83.89；H,5.40；N,3.26；Found:C,83.16；H,5.38；N,3.29。
实施例2：
该实施例的苝二酰亚胺衍生物的结构式为：
实施例3：
该实施例的苝二酰亚胺衍生物的结构式为：
实施例4：
该实施例的苝二酰亚胺衍生物的结构式为：
需要说明的是：实施例2-4中的苝二酰亚胺衍生物中的R可以选自相同或不同的取代基。实施例2-4的制备方法，本领域技术人员可根据实施例1的制备方法进行实际操作。
另，需要说明的是，在其他实施例中，1,6,7,12-四取代苝二酰亚胺衍生物的结构式为：
R1选自任一种基团：C6-20的烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基杂芳香基、含取代基烷基杂芳香基、烷基杂环基、含取代基烷基杂环基。
R2选自：C6-20的芳香基、含取代基的芳香基、含取代基芳香杂环基、烷氧基杂芳基、含取代基烷氧基杂芳基中任一种；或C5-20芳香杂环基、含取代基芳香杂环基、多元素芳香杂环、含取代基多元素芳香杂环。
作为R2的芳香基选自：苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、三苯胺基、芘基、茚基、联苯基和芴基中的至少一种；
作为R2的杂环基、杂芳基均选自：噻吩、苯并噻吩、吡喃、苯并吡喃、呋喃、苯并呋喃、咪唑、苯并咪唑、吡唑、苯并吡唑、吡咯、苯并吡咯、吡啶、苯并吡啶、吡嗪、苯并吡嗪、吲哚、异吲哚、苯并吲哚、嘧啶、苯并嘧啶、萘啶、苯并萘啶、哒嗪、苯并哒嗪、吲唑、苯并吲唑、嘌呤、苯并嘌呤、喹嗪、苯并喹嗪、喹啉、苯并喹啉、吲嗪、苯并吲嗪、酞嗪、苯并酞嗪、喹喔啉、苯并喹喔啉、噻唑、苯并噻唑、咔啉、苯并咔啉、菲啶、苯并菲啶、菲咯啉、苯并菲咯啉、吖啶、苯并吖啶、吩嗪、苯并吩嗪、吩噻嗪、苯并吩噻嗪、咔唑、苯并咔唑、二并噻吩、二噻吩并吡咯、三并噻吩、四并噻吩、五并噻吩的任一种。
上面提到的取代基选自以下任一种：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基和二十碳烷基、羟基、巯基、氟原子，氯原子，溴原子、碘原子、氰基、醛基、脂基、磺基、亚磺基、硝基、氨基、亚氨基、羧基、肼基。
R1选自的C1-30的烷氧基或含有取代基的烷氧基，其中烷氧基选自：甲氧基，乙氧基，丙氧基，异丙氧基，正丁氧基，仲丁氧基，异丁氧基，叔丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基和二十碳烷氧基的任一种。
上述R1选自的基团相同或不同；R2选自的基团相同或不同。
实施例5：有机太阳能电池的制备
具体步骤为：
(1)将的1,6,7,12-四取代的苝二酰亚胺与给体型聚合物材料(例如P3HT，PTB7-Th或者其它给体材料)一起按重量比为5:1-1:5的比例配制成20-40mg/mL的二氯苯溶液，优选重量比例3:1-1:3，然后在惰性气氛中，搅拌溶解4-24小时；
(2)将步骤(1)制得的溶液用旋转涂膜技术按一定的转速均匀涂抹在ITO/PEDOT:PSS(传统器件结构)或者ITO/ZnO(反转器件结构)导电玻璃上，制备光伏活性层；
(3)在步骤(2)制得的光伏活性层上蒸镀或者旋涂一层电荷传输层，然后蒸镀金属电极，制备得到光伏电池器件。
(4)可以在光伏电池器件中加入体积比为0.1％～5％的溶剂添加剂(如1-氯萘,二碘辛烷)来调控活性层的纳米形貌，，以显著地改善光伏器件的光电转换性能。
给体型聚合物包括：P3HT或PBDTTT-C-T，溶剂添加剂包括：二碘辛烷(1,8-diiodooctane)或者1-氯萘(1-chloronaphthalene)或者二碘辛烷和1-氯萘按照20:1-1:20(体积比)混合的溶剂。
1,6,7,12-四取代的苝二酰亚胺为溶液可加工的电子受体型有机小分子，可与市场上销售的P3HT等电子给体型聚合物组合，用于有机光伏电池器件，应用于光电子领域。对有机太阳能电池的性能测试，图5为光伏曲线图；图6为光谱感光度，从图可知，本发明苝二酰亚胺单体所产生的电流可达到10mA/cm2，开路电压为0.87V,填充因子为46.4％，光电转换效率可以达到4.1％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种1,6,7,12-四取代苝二酰亚胺衍生物，其特征在于，其结构式为：
其中，
R1选自任一种基团：C6-20的烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基杂芳香基、含取代基烷基杂芳香基、烷基杂环基、含取代基烷基杂环基；
R2选自：C6-20的芳香基、含取代基的芳香基、含取代基芳香杂环基、烷氧基杂芳基、含取代基烷氧基杂芳基中任一种；或C5-20芳香杂环基、含取代基芳香杂环基、多元素芳香杂环、含取代基多元素芳香杂环。
2.如权利要求1所述的苝二酰亚胺衍生物，其特征在于，
作为R2的芳香基选自：苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、并五苯基、三苯胺基、芘基、茚基、联苯基和芴基中的至少一种；
作为R2的杂环基、杂芳基均选自：噻吩、苯并噻吩、吡喃、苯并吡喃、呋喃、苯并呋喃、咪唑、苯并咪唑、吡唑、苯并吡唑、吡咯、苯并吡咯、吡啶、苯并吡啶、吡嗪、苯并吡嗪、吲哚、异吲哚、苯并吲哚、嘧啶、苯并嘧啶、萘啶、苯并萘啶、哒嗪、苯并哒嗪、吲唑、苯并吲唑、嘌呤、苯并嘌呤、喹嗪、苯并喹嗪、喹啉、苯并喹啉、吲嗪、苯并吲嗪、酞嗪、苯并酞嗪、喹喔啉、苯并喹喔啉、噻唑、苯并噻唑、咔啉、苯并咔啉、菲啶、苯并菲啶、菲咯啉、苯并菲咯啉、吖啶、苯并吖啶、吩嗪、苯并吩嗪、吩噻嗪、苯并吩噻嗪、咔唑、苯并咔唑、二并噻吩、二噻吩并吡咯、三并噻吩、四并噻吩、五并噻吩的任一种。
3.如权利要求1所述的苝二酰亚胺衍生物，其特征在于，所述取代基选自以下任一种：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十七碳烷基、十八碳烷基、十九碳烷基和二十碳烷基、羟基、巯基、氟原子，氯原子，溴原子、碘原子、氰基、醛基、脂基、磺基、亚磺基、硝基、氨基、亚氨基、羧基、肼基。
4.如权利要求1所述的苝二酰亚胺衍生物，其特征在于，R1选自的C1-30的烷氧基或含有取代基的烷氧基，其中烷氧基选自：甲氧基，乙氧基，丙氧基，异丙氧基，正丁氧基，仲丁氧基，异丁氧基，叔丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，壬氧基、癸氧基、十一碳烷氧基、十二碳烷氧基、十三碳烷氧基、十四碳烷氧基、十五碳烷氧基、十六碳烷氧基、十七碳烷氧基、十八碳烷氧基、十九碳烷氧基和二十碳烷氧基的任一种。
5.如权利要求1-4任一项所述的苝二酰亚胺衍生物，其特征在于，R1选自的基团相同或不同；R2选自的基团相同或不同。
6.一种苝二酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将1,6,7,12-四溴-环已基苝二酰亚胺、苯硼酸、氟化铯、氧化银加入到三口瓶中，氮气氛围下，将催化剂四(三苯基膦)钯加入到三口瓶的上述体系中；
(2)向三口瓶中加入用于获取衍生物的溶剂，混合、加热反应20-26小时；
(3)冷却至室温，用硅胶柱分离，即得。
7.一种有机太阳能电池，其特征在于，所述电池包括给体型聚合物和作为受体材料的权利要求1-5任一项所述的苝二酰亚胺衍生物。
8.如权利要求7所述的有机太阳能电池，其特征在于，所述有机太阳能电池的电流为10mA/cm2，开路电压为0.87V，填充因子为46.4％，光电转换效率可以达到4.1％。
9.一种苝二酰亚胺衍生物应用于太阳能电池的方法，其特征在于，包括：
(1)将权利要求1中式1的1,6,7,12-四取代的苝二酰亚胺与给体型聚合物材料按5:1-1:5(重量比)配制为20-40mg/mL的二氯苯(或者氯苯)溶液，惰性气氛中，搅拌溶解4-24小时；
(2)将步骤(1)制得的二氯苯(或者氯苯)溶液用旋转涂膜技术按一定的转速均匀涂抹在传统器件结构(ITO/PEDOT:PSS)或者反转器件结构(ITO/ZnO)导电玻璃上，制备光伏活性层；
(3)在步骤(2)制得的光伏活性层上蒸镀或者旋涂一层电荷传输层，然后蒸镀金属电极，制备得到光伏电池器件；
(4)在光伏电池器件中加入体积比为0.1％～5％的溶剂添加剂。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述给体型聚合物包括：P3HT或PBDTTT-C-T，所述溶剂添加剂包括：二碘辛烷(1,8-diiodooctane)或者1-氯萘(1-chloronaphthalene)或者二碘辛烷和1-氯萘按照20:1-1:20(体积比)混合的溶剂。
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