CN104718195A - 使用有机小分子半导体化合物的电子器件 - Google Patents

使用有机小分子半导体化合物的电子器件 Download PDF

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Abstract

公开了包含卤素取代的核结构的小有机分子半导体发色团。该化合物可用于有机异质结器件如有机小分子太阳能电池和晶体管中。

Description

使用有机小分子半导体化合物的电子器件
优先权要求
本申请要求在2012年2月14日提交的美国临时申请号61/598,646和在2012年2月24日提交的美国临时申请号61/603,039的优先权，其中每一个的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
溶液加工的有机光伏器件(OPV)由于其易于加工、低成本和能够在轻质柔性基材上制造而作为一项有前途的能源技术出现。迄今为止，研究最多的是聚合物基OPV，最近对聚合物：富勒烯本体异质结(BHJ)器件所报道的能量转化效率(PCE)为高于6％。另一方面，溶液加工的小分子BHJ器件受到的关注要少得多。该类分子异质结(MHJ)相对于其聚合物对应物具有若干优势，即小分子具有确定的结构，易于官能化，为单分散的，易于纯化且批次间没有波动。最近，出现了关于有效的溶液加工MHJ器件的报道，其使用部花青染料、方酸菁染料、异靛和吡咯并吡咯二酮基发色团作为集光给体组分，且具有富勒烯受体。该类器件的PCE已达到4％以上。尽管这些结果令人鼓舞，仍需要开发新型的离散集光材料。有效的小分子给体的关键参数包括具有延伸至近IR区域的宽且有效的光吸收以使光子吸收最大化，从-5eV至-5.5eV的低HOMO能级以使开路电压最大化，相对平面的结构以获得高载流子迁移率，高溶液粘度和用于溶解以进行膜加工的增溶侧链。此外，重要的是新型结构具有容易且高度可调的合成路线，从而能快速且廉价地产生分子库。
本发明旨在通过提供新型且优越的材料和它们在分子异质结器件中的使用来满足对改进型集光分子和分子异质结器件的需求。
发明内容
在一个实施方案中，本发明涉及一种有机非聚合物型半导体化合物，其含有卤素取代的苯并噻二唑(BT，苯并[c][1,2,5]噻二唑)，苯并噁二唑(BO，苯并[c][1,2,5]噁二唑)，苯并三唑(B3N，2H-苯并[d][1,2,3]三唑)，苯并硒二唑(BSe，苯并[c][1,2,5]硒二唑)，苯并碲二唑(BTe，苯并[c][1,2,5]硒二唑)，2,3-二氢喹喔啉，和用在异质结器件如有机小分子太阳能电池和晶体管中的喹喔啉结构。在一个实施方案中，本发明涉及非聚合物型给电子和受电子发色团，其具有卤素取代的苯并噻二唑(BT，苯并[c][1,2,5]噻二唑)，苯并噁二唑(BO，苯并[c][1,2,5]噁二唑)，2-取代苯并三唑(B3N，2H-苯并[d][1,2,3]三唑)核结构。在其他实施方案中，本发明涉及光电子器件，其包含第一电极，第二电极和在这两个电极间的含有本文所述化合物的活性层。
实施方案包括使用非聚合物型化合物的电子或光电子器件，所述化合物包含一个或多个式A的基团：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。在一些实施方案中，X1和Y1均为卤素。
实施方案包括具有式B的化合物：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。在一些实施方案中，X1和Y1均为卤素。
H1选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。A1独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基。
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B1均独立地选自被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
H2选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，
其中p为1，2或3。各X2均独立地为H或卤素且各Y2均独立地为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。在一些实施方案中，X1和Y1均为卤素。在一些实施方案中，X2和Y2均为卤素。各J1均独立地选自不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
Q为二价，三价或四价芳基或杂芳基或
L1选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，
其中各A1均独立地选自取代或未取代的芳基或杂芳基，如C6-C30取代或未取代的芳基或杂芳基，C6-C20取代或未取代的芳基或杂芳基，和C6-C10取代或未取代的芳基或杂芳基。
其条件是H1和H2不均为-B2。
附图说明
图1示出了几何优化结构，使用密度泛函理论(B3LYP/6-31G**-Spartan’10,Wavefunction,Inc.)的实例化合物的HOMO-LUMO轨道方案和能量。
图2示出了在溶液和膜中的实例化合物的吸收性能。
图3是根据本发明的一个实施方案的实例器件的示意图。
图4示出了根据本发明的一些实施方案的实例器件的J-V特性。
图5示出了在氯仿溶液中的实例化合物的吸收性能。
图6示出了在ITO基材上的膜中的作为铸件且在125℃下退火后的实例化合物的吸收性能。
图7示出了对实例化合物的DSC曲线。
具体实施方式
定义
单独或作为较大部分(即，“烷氧基”，“羟烷基”，“烷氧基烷基”和“烷氧基羰基”)的一部分使用的术语“烷基”包括含有1-16个碳原子(即1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15或16个碳原子)的直链和支链的饱和烃链，以及环状结构。烷基可在此范围内的任何两个端点之间被独立限定，从而一个特定的烷基可具有，例如，1-12个碳原子，1-6个碳原子，1-4个碳原子，6-16个碳原子，6-12个碳原子，等等。烷基的例子包括甲基(Me)，乙基(Et)，丙基(Pr)(包括正丙基(nPr或n-Pr)，异丙基(iPr或i-Pr)和环丙基(cPr或c-Pr))，丁基(Bu)(包括正丁基(nBu或n-Bu)，异丁基(iBu或i-Bu)，叔丁基(tBu或t-Bu)和环丁基(cBu或c-Bu))，戊基(包括正戊基)等等。烷基还包括混合环状和线性烷基，如环戊基甲基，环戊基乙基，环己基甲基等，只要不超过碳原子的总数。术语“烷氧基”指-O-烷基自由基(-O-alkyl radical)，如，例如-O-Me，-O-Et，-O-Pr等。术语“羟烷基”指被一个或多个羟基取代的烷基，如，例如羟甲基，1-羟乙基，2-羟乙基，1,2-二羟基乙基，等等。术语“烷硫基”指-S-烷基，如，例如，实例-S-Me，-S-Et，-S-Pr。术语“卤代烷基”指被一个或多个卤素原子取代的烷基，如三氟甲基，氯甲基，2,2,2-三氟乙基，1,1,2,2,2,-五氟乙基等等，且包括“氟烷基”，其中在烷基链中的至少一个碳原子被氟取代，和全氟烷基，其中在烷基链上的所有氢原子被氟取代。术语“氨基烷基”指被胺基(NH2)取代的烷基，如，例如，氨基甲基，1-氨基乙基，2-氨基乙基，3-氨基丙基等等。术语“烷氧基烷基”指被烷氧基取代的烷基，如，例如，甲氧基甲基，乙氧基甲基，甲氧基乙基等等。如本文所用，术语“烷基氨基烷基”指被烷基胺基团取代的烷基，如，例如，N-甲基氨基甲基，N,N-二甲基氨基甲基，N,N-甲基戊基氨基甲基，2-(N-甲基氨基)乙基，2-(N,N-二甲基氨基)乙基等等。
术语“卤素(halogen)”或“卤素(halo)”指F，Cl，Br或I。
术语“硝基”指(-NO2)。
术语“羟基(hydroxy)”或“羟基(hydroxyl)”指-OH。
单独或作为较大部分的一部分使用的术语“胺基”或“氨基”指未取代的(-NH2)。术语“烷基胺”指单-(-NRH)或二-取代(-NR2)胺，其中至少一个R基团为烷基取代基，如上定义。实例包括甲基氨基(-NHCH3)，二甲基氨基(-N(CH3)2)。术语“芳基胺”指单(-NRH)或二-取代(-NR2)胺，其中至少一个R基团为如下定义的芳基，包括，例如，苯基氨基，二苯基氨基等等。术语“杂芳基胺”指单(-NRH)或二-取代(-NR2)胺，其中至少一个R基团为如下定义的杂芳基，包括，例如，2-吡啶基氨基，3-吡啶基氨基等等。术语“芳烷基胺”指单(-NRH)或二-取代(-NR2)胺，其中至少一个R基团为芳烷基，包括，例如，苄基氨基，苯乙基氨基等等。术语“杂芳烷基胺”单(-NRH)或二-取代(-NR2)胺，其中至少一个R基团为杂芳烷基。如本文所用，术语“烷基氨基烷基”指被烷基胺基取代的烷基。类似地，“芳基氨基烷基”指被芳基胺基取代的烷基，等等，对于本文所述的任何取代胺。
单独或作为较大部分的一部分使用的术语“烯基”包括含有至少一个双键和2-16个碳原子(即2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15或16个碳原子)的直链或支链，以及环状的，非芳族烯基如环丙烯基，环丁烯基，环戊烯基，环戊二烯基，环己烯基，环己二烯基等。如本文所用，烯基还包括混合的环状和线性烷基，如环戊烯基甲基，环戊烯基乙基，环己烯基甲基等，只要不超过碳原子总数。当碳原子总数(即多于4个碳原子)允许时，烯基可具有多个双键，无论共轭或非共轭的，但不包括芳族结构。烯基的实例包括乙烯基，丙烯基，丁烯基，丁二烯基，异戊二烯基，二甲基烯丙基，香叶草基等等。
单独或作为较大部分的一部分使用的术语“芳基”，指单-，二-，三-或5-30元的较大的芳族烃环系。芳基可在此范围内的任何两个端点之间被独立限定，从而某个芳基可具有，例如，5-24个，6-24个，6-14个，10-30元等等。术语“芳基”可与术语“芳环”互换使用。“芳基”还包括稠合多环芳族环系，其中芳环稠合到一个或多个环。实例包括1-萘基，2-萘基，1-蒽基和2-蒽基。还包括在术语“芳基”的范围内，如在本文中使用的，是其中芳环稠合到一个或多个非芳族环的基团，如在茚满基，菲啶基或四氢萘基中，且包括螺环化合物，如螺二[芴]，其中自由基或连接点在所述芳族环上。术语“芳烷基”指被芳基取代的烷基取代基。术语“芳氧基”指-O-芳基，如，例如苯氧基，4-氯苯氧基等等。术语“芳硫基”指-S-芳基，如，例如苯硫基，4-氯苯硫基等等。单独或作为较大部分的一部分使用的术语“芳基”还指被取代的芳环，如，例如4-氯苯基，3,4-二溴苯基等等。芳基可具有一个以上的取代基，最多至自由取代位置的总数。例如，芳基可具有1,2,3,4,5或更多取代基。所述取代基可以相同或不同。在芳基上的取代基包括如本文所定义的氢，卤素，烷基，烯基，硝基，羟基，氨基，烷基氨基，烷氧基和烷硫基，酰基，O-酰基，N-酰基，S-酰基。
单独或作为较大部分的一部分使用的术语“杂芳基”，指5-30元的杂芳环基团，其中一个或多个环碳原子(1-6,1-4,1-3,1-2或1)，各自被如N，O，S或Si的杂原子取代。杂芳基可在此范围内的任何两个端点之间被独立限定，从而一个特定的杂芳基可具有，例如，5-24个，6-24个，6-14个，10-30元等等。杂芳基环的实例包括2-呋喃基，3-呋喃基，N-咪唑基，2-咪唑基，4-咪唑基，5-咪唑基，3-异噁唑基，4-异噁唑基，5-异噁唑基，2-噁二唑基，5-噁二唑基，2-噁唑基，4-噁唑基，5-噁唑基，1-吡咯基，2-吡咯基，3-吡咯基，1-吡唑基，3-吡唑基，4-吡唑基，2-吡啶基，3-吡啶基，4-吡啶基，2-嘧啶基，4-嘧啶基，5-嘧啶基，3-哒嗪基，2-噻唑基，4-噻唑基，5-噻唑基，5-四唑基，2-三唑基，5-三唑基，2-噻吩基，3-噻吩基，咔唑基，苯并咪唑基，苯并噻吩基，苯并呋喃基，吲哚基，喹啉基，苯并三唑基，苯并噻唑基，苯并噁唑基，苯并咪唑基，异喹啉基，吲唑基，异吲哚基，吖啶基，苯并异噁唑基。其他具体实例包括噻吩，吡咯，呋喃，磷杂茂，苯并二噻吩，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂，和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基。也包括在术语“杂芳基”的范围内，如在本文中使用的，是其中杂芳环稠合到一个或多个芳族或非芳族环的基团，包括螺环化合物，其中自由基或连接点在所述杂芳环上。实例包括四氢喹啉基，四氢异喹啉基，吡啶并[3,4-d]嘧啶基，螺二[二苯并[b,c]噻咯]，螺二[环戊二烯并[1,2-b：5,4-b']二噻吩]或螺二[噻咯并[3,2-b：4,5-b']二噻吩]。术语“杂芳基”可以与术语“杂芳环”或术语“杂芳族”互换使用。术语“杂芳烷基”指被杂芳基取代的烷基，如，例如，2-吡啶基甲基，3-吡啶基甲基，1-咪唑基甲基，2-咪唑基甲基等等。术语“杂芳氧基”指-O-杂芳基。术语“杂芳硫基”指-S-芳基。杂芳基可具有一个以上的取代基，最多至自由取代位置的总数。例如，杂芳基可具有1,2,3,4或5个取代基。所述取代基可以相同或不同。在杂芳基上的取代基包括如本文所定义的氢，卤素，烷基，烯基，硝基，羟基，氨基，烷基氨基，烷氧基和烷硫基，酰基，O-酰基，N-酰基，S-酰基。
术语“酰基”指“-C(O)-烷基”，“C(O)-芳基”或“C(O)-杂芳基”基团。术语“O-酰基”指“-O-C(O)-烷基”，“-O-C(O)-芳基”或“-O-C(O)-杂芳基”基团。术语“N-酰基”指“-NR-C(O)-烷基”，“-NR-C(O)-芳基”或“-NR-C(O)-杂芳基”，其中R为烷基，羟基或烷氧基。术语“S-酰基”指“-S-C(O)-烷基”，“-S-C(O)-芳基”或“-S-C(O)-杂芳基”。术语“N-O-酰基”指“N-O-C(O)-烷基”，“N-O-C(O)芳基”或“N-O-C(O)-杂芳基”基团。
如本文所用，“取代”结构指其中的氢原子已被取代基取代的化学结构。“取代基”是取代所述取代结构上的氢原子的化学结构，且可独立地，是任何前述所定义的化学部分。当存在时，多个取代基可以相同或不同。术语“取代基”并不意味着所述取代基比所述取代结构更小。在一些实施方案中，“取代基”可以为卤素，F，NO2，CN，酰基，O-酰基，S-酰基，N-酰基，烷基，卤代烷基，取代或未取代的芳基，取代或未取代杂芳基，烯基，烷氧基，烷硫基，烷基胺，芳基胺或羟基。
“聚合物”或“聚合物分子”在本文中定义为至少含有8个重复单元的结构。“非聚合物型”分子为含有7个或更少重复单元的分子。因此，按本发明目的，单体，二聚体，三聚体，四聚体，五聚体，六聚体和七聚体为非聚合物型分子。按本发明目的，重复单元的间断“重新设定”子单元的数量，因此，例如，对于如式6的分子：
当n为5时，所述分子视为具有两个独立的5个子单元的片段，即其包含两个噻吩五聚体，且不视为噻吩的十聚体或具有10个子单元的聚合物。
非聚合物型分子具有离散的分子量，而聚合物分子由于聚合过程中引入生长链中的单体数量不同而通常具有分子量分布。因此，在一个实施方案中，非聚合物型分子制剂的特征将在于单一分子量(其中由于不同同位素如氢、氘、碳-12、碳-13等，分子量仅为同位素变动的平均值)。相比之下，聚合物分子制剂由于最终合物中的不同数量单体将具有分子量分布，其中所述分子量为存在于给定制剂中的各聚合物种类的平均值(以数均分子量或重均分子量测量)。
在一些实施方案中，本文描述的所述非聚合物型分子的组合物不是低聚物或聚合物混合物的一部分。换句话说，在一些实施方案中，包含本文描述的所述非聚合物型分子的组合物将不包含具有与本文描述的所述非聚合物型分子相同的重复结构的低聚物或聚合物。在一些实施方案中，所述非聚合物型分子基本是纯的，即，本文描述的所述分子纯度可为大于90％，大于95％，或大于98％。小分子
本发明的一些实施方案提供用于制备光电子器件的若干优点。所述有机材料为非聚合物型，从而使得合成和提纯比有机聚合物更具有可重复性。不同于聚合物，所述有机材料为离散的单分散小分子，这使得能知晓并复制其精确结构
所述有机化合物可具有良好的前线分子轨道能级(HOMO和LUMO)以接受和传输空穴和电子。所述有机小分子化合物还具有良好的前线分子轨道能级(HOMO和LUMO)以用作有机太阳能电池器件中的电子给体材料，具有富勒烯、亚甲基富勒烯、萘嵌苯二酰亚胺(rylene diimides)或相关的π-共轭有机电子受体。此外，所述有机小分子发色团具有良好的前线分子轨道能级(HOMO和LUMO)以用作有机太阳能电池器件中的电子受体材料，具有噻吩或苯基基π-共轭有机电子给体。
所述化合物的光学性能也非常好。所述有机小分子发色团具有吸收紫外光、可见光和近红外辐射的宽吸收谱。所述有机小分子发色团的吸收谱与地球太阳光谱良好的光谱重叠，从而使其对有机太阳能电池而言为优异的集光材料。
由于所述有机小分子在许多常规有机溶剂中具有良好的溶解性，所述化合物还可容易地在溶液中处理。这允许在光电子器件的制备过程使用溶液加工。
尽管溶液加工由于其易于操作和低成本是有利的，也可使用蒸镀，或所述分子与适用于该方法(如真空沉积、物理气相沉积、化学气相沉积)的其他组分的混合物。
本发明的实施方案包括具有式B的化合物：
其中，M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。在一些实施方案中，X1和Y1均为卤素。
H1选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。A1独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基。
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。各B1均独立地选自被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。各B2均独立地选自H，取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
H2选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，
其中p为1，2或3；n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。各X2均独立地为H或卤素且各Y2均独立地为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。各J1均独立地选自不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
Q为二价，三价或四价芳基或杂芳基或
L1选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，
其中各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
在式B中，H1和H2不均为-B2。
在根据式B的一些化合物中，M为S。在根据式B的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2均为卤素。在根据式B的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式B的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式B的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式B的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，且H1和L1相同。
在根据式B的一些化合物中，H1为
在根据式B的一些化合物中，B1被一个B2取代。
在根据式B的一些化合物中，各J1均为不存在。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，两个J1均为不存在，且L1和H1相同且均为其中B1被一个B2取代。
根据式B的一些化合物具有式II，如下所示：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。Q为二价芳基或杂芳基。各B1均独立地选自芳基或杂芳基。各B2均独立地选自H或取代基；其中R1，R2，R3和R4各自独立地为H或取代基。
在根据式II的一些化合物中，B1为取代或未取代的噻吩。
在根据式II的一些化合物中，Q可为噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基。
在根据式II的一些化合物中，B1可独立地为噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，高氟酰基苯(perfluorylbenzene)和咔唑。
在根据式II的一些化合物中，Q为3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，且R和R'均为C1-C30烷基。
在根据式II的一些化合物中，Q为
在根据式II的一些化合物中，n+m＝1。
在根据式II的一些化合物中，B2为烷基。
在根据式II的一些化合物中，Q为3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，且R和R'均为C1-C30烷基，B1为噻吩，n+m＝1，且B2为烷基。
例如，根据式II的所述化合物可具有这样的结构
在根据式II的一些化合物中，M为S。在根据式II的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2均为卤素。在根据式II的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，两个J1均为不存在，且L1和H1相同且均为-B1或-A1-B2。
根据式B的一些化合物具有式I：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。Q为二价芳基或杂芳基。
各L2均独立地为-B2或-A1-B2。各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式I的一些化合物中，Q可为取代或未取代的噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基。
在根据式I的一些化合物中，各L2均为-A1-B2。
在根据式I的一些化合物中，且A1独立地为取代或未取代的噻吩，吡咯，呋喃，苯，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，高氟酰基苯(perfluorylbenzene)和咔唑。
在根据式I的一些化合物中，各L2均为B2。
在根据式I的一些化合物中，B2为
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5；且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式B的一些化合物中，H1和H2相同。
在根据式I的一些化合物中，M为S。在根据式I的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2均为卤素。在根据式I的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式I的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式I的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式I的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式B的一些化合物具有式III：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。
H3选自-A1-B1，-A1-B2，或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B1均独立地选自芳基或杂芳基，可选地被一个，两个或多个B2取代。各B2均独立地选自取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式III的一些化合物中，H3为-A1-B2，或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。各B1均独立地选自芳基或杂芳基，可选地被一个，两个或多个B2取代。各B2均独立地选自取代基或
其中R1，R2，R3、R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式III的一些化合物中，A1为如下定义的给体。
在根据式III的一些化合物中，H3为-A1-B2，或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5且A1为如下定义的给体。各B1均独立地选自芳基或杂芳基，可选地被一个，两个或多个B2取代。各B2均独立地选自H，取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式III的一些化合物中，B2为H或取代基。
在根据式III的一些化合物中，B2为
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式III的一些化合物中，-B1为
其中J选自CH和N，且当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。
在根据式III的一些化合物中，-B1为R6选自芳基，全氟芳基或任选全氟化的C6-C30芳基。
在根据式III的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1和Y1均为卤素。在根据式III的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式III的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式III的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式III的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式III的一些化合物具有式6,7或8
其中n为0-5(含)的整数；m为0-5(含)的整数。M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。R7选自H或取代基。J选自CH和N。当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。R6选自芳基，全氟芳基，或任选全氟化或任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基。
在根据式6,7或8的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1和Y1均为卤素。在根据式6,7或8的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式6,7或8的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式6,7或8的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式6,7或8的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为2。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为2，且H1和各L1相同。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为2，且H1和各L1相同且为-B2或-A1-B2。
根据式B的一些化合物具有式IV-V：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且各Y3均为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。Q为三价的芳基或杂芳基。
各E1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基或
各L3均独立地为-B2或-A1-B2。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式IV-V的一些化合物中，E1为不存在。
在根据式IV-V的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3和Y3均为卤素。在根据式IV-V的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式IV-V的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式IV-V的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式IV-V的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式IV-V的一些化合物具有式IVa
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且各Y3均为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。Q为三价的芳基或杂芳基。
各L3均独立地为-B2或-A1-B2。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式IVa的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3和Y3均为卤素。在根据式IVa的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式IVa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式IVa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式IVa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
在根据式IV-V的一些化合物中，各E1均独立地为取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
根据式IV-V的一些化合物具有式Va：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且各Y3均为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。Q为三价的芳基或杂芳基。
各E1均独立地为取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
各L3均独立地为-B2或-A1-B2。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为3。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为3，且H1和各L1相同。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为3，且H1和各L1相同且为-B2或-A1-B2。
在根据式Va的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3和Y3均为卤素。在根据式Va的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式Va的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式Va的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式Va的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式B的一些化合物具有式VI-VII：
其中该部分
为四价的芳基或杂芳基，其选自
(2,2’,7,7’-基-9,9’-螺二[芴])，
(3,3’,7,7’-基-5,5’-螺二[二苯并[b,d]噻咯]),
(2,2’,6,6’-基-4,4’'-螺二[环戊二烯并[1,2-b:5,4-b’]二噻吩])，或
(2,2’,6,6’-基-4,4’-螺二[硅杂环戊二烯并[3,2-b:4,5-b’]二噻吩])；
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且Y2为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且Y3为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。X4为H或卤素且Y4为H或卤素，其中至少X4和Y4之一为卤素。
各F1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，
各L4均独立地为-B2或-A1-B2。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式VI-VII的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3，Y3，X4和Y4均为卤素。在根据式VI-VII的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式VI-VII的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式VI-VII的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式VI-VII的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式VI-VII的一些化合物具有式VIa：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且Y2为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且Y3为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。X4为H或卤素且Y4为H或卤素，其中至少X4和Y4之一为卤素。
各F1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，
各L4均独立地为-B2或-A1-B2。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式VIa的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3，Y3，X4和Y4均为卤素。在根据式VIa的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式VIa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式VIa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式VIa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式VI-VII的一些化合物具有式VIIa：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且Y2为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且Y3为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。X4为H或卤素且Y4为H或卤素，其中至少X4和Y4之一为卤素。
各F1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，
各L4均独立地为-B2或-A1-B2。
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式VIIa的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3，Y3，X4和Y4均为卤素。在根据式VIIa的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式VIIa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式VIIa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式VIIa的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
在根据式B的一些化合物中，Q为给体。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，且H1和L1相同，且H1和L1均为-B2，其中B2独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式B的一些化合物中，Q为给体，H2为
其中p为1，各J1均为不存在，且H1和L1相同，且H1和L1均为-B2，其中B2独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5。且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
式B的一些化合物具有式1：
其中n为0-5(含)的整数，M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且Y2为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。R7选自H或取代基。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，H1和L1相同，且H1和L1均为
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，其中各B1均独立地选自被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。各B2均独立地选自H，取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在式B的一些化合物中，H1和L1可为
在式B的一些化合物中，B1被两个B2取代。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，各J1均为不存在，H1和L1相同，且H1和L1均为
且各B1均为被两个B2取代的芳基或杂芳基，其中各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在根据式1的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2和Y2均为卤素。在根据式1的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式1的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式1的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式1的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
式B的一些化合物具有式2：
其中n为0-5(含)的整数，M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。R7选自H或取代基。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，H1和L1相同，且H1和L1均为-A1-B2或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，其中各B1均独立地选自被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。各B2均独立地选自H，取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在式B的一些化合物中，B2为H或取代基。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，H1和L1相同，且H1和L1均为-A1-B2或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，其中各B1均独立地选自被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。各B2均独立地选自H或取代基。
在式B的一些化合物中，-A1-B2为
其中J选自CH和N，且当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。
在式B的一些化合物中，-B1为
其中J选自CH和N，且当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。
在根据式2的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2和Y2均为卤素。在根据式2的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式2的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式2的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式2的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
式B的一些化合物具有式3：
其中n为0-5(含)的整数，J选自CH和N，且当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且Y2为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。
在式B的一些化合物中，B1被一个B2取代。
在式B的一些化合物中，B2为二芳基胺。
在式B的一些化合物中，B1为苯基。
在式B的一些化合物中，A1为苯基。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，各J均为不存在，H1和L1相同，且H1和L1均为-A1-B2，其中A1为苯基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，其中各B1均为被一个B2取代的苯基。各B2均独立地选自H或二芳基胺。
在根据式3的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2和Y2均为卤素。在根据式3的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式3的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式3的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式3的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
式B的一些化合物具有式4：
其中n为0-5(含)的整数，J选自CH和N，且当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。R8为任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，H1和L1相同，且H1和L1均为-A1-B1，其中各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或为取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。各B1均独立地选自任选被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。各B2均独立地选自取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
在式B的一些化合物中，A1为给体。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，H1和L1相同，且H1和L1均为-A1-B1，其中各A1均为给体。各B1均独立地选自任选被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基。各B2均独立地选自取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且R1，R2，R3，R4和R5各自均独立地为H或取代基。
在式B的一些化合物中，H2为
其中p为1，Q为给体，各J1均为不存在，H1和L1相同，且H1和L1均为-A1-B1，其中各A1均为给体。各B1均为被一个，两个或多个B2取代的苯基，且各B2均独立地选自H或二芳基胺。
在根据式4的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2和Y2均为卤素。在根据式4的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式4的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式4的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式4的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
式B的一些化合物具有式5：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。R8为任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为2。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为2，且H1和各L1相同。
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为3，且H1和各L1相同且为-A1-B2。
在根据式B的一些化合物中，J1为
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5且R1，R2，R3和R4各自均独立地为H。
在根据式B的一些化合物中，Q为三价。
在根据式B的一些化合物中，Q为三价的芳基或杂芳基，其选自
在根据式B的一些化合物中，H2为
其中p为3，且H1和各L1相同，且为-A1-B2，其中A1为给体，且B1为H或取代基，且各J1均为不存在
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5且R1，R2，R3和R4各自独立地为H。
在根据式5的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2和Y2均为卤素。在根据式5的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式5的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式5的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式5的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式B的一些化合物具有式9或10：
其中n为0-5(含)的整数；m为0-5(含)的整数。M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且各Y3均为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。
在根据式9或10的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为卤素。换句话说，X1，Y1，X2，Y2，X3和Y3均为卤素。在根据式9或10的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基为氟。
在根据式9或10的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为H，烷基或卤代烷基。在根据式1的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1为氟烷基或全氟烷基。在根据式9或10的一些化合物中，M为-N(R1)-，其中R1具有式-Cn(Hx)(Fy)，其中n为从1至12，x+y＝2n+1，且y至少为1。
根据式B的化合物可具有，例如，如本文所定义的式1，式2，式3，式4，式5，式6，式7，式8，式9或式10。在式1-2-3-4-5中，各给体部分均可以相同或不同。在式6-7-8中，各给体部分均可以相同或不同。在式9-10中，各给体部分均可以相同或不同。
其中n为0-5(含)的整数；m为0-5(含)的整数。
M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。X2为H或卤素且各Y2均为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素。X3为H或卤素且各Y3均为H或卤素，其中至少X3和Y3之一为卤素。R7选自H或取代基。J选自CH和N。当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S。R8为任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基。R6选自芳基，全氟芳基，或任选全氟化或任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基。
如在本申请中通篇使用的，给体为杂芳族基，其可以为，例如
其中X为C或Si。A为N或P。R11选自C1-C16烷基。R12选自C1-C16烷基，C6-C20未取代的芳基，或被一个或多个取代基取代的C6-C20芳基。R13为C1-C16烷基或C6-C20芳基。R14选自C1-C16烷基，-O-C1-C16烷基，-C(＝O)-O-C1-C16烷基，或-O-C(＝O)-C1-C16烷基。R15选自C1-C16烷基，C6-C20未取代的芳基，或被一个或多个取代基取代的C6-C20芳基。
在本文所述的任何化合物中，取代基可独立地为，例如卤素，F，NO2，CN，酰基，O-酰基，S-酰基，N-酰基，烷基，卤代烷基，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，烯基，烷氧基，烷硫基，烷基胺，芳基胺或羟基。同样地，在本文所述的任何化合物中，除非另有指定，B2，R1，R2，R3，R4或R5可独立地为卤素，F，NO2，CN，酰基，O-酰基，S-酰基，N-酰基，烷基，卤代烷基，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，烯基，烷氧基，烷硫基，烷基胺，芳基胺或羟基。
在本文所述的任何化合物中，至少R1，R2，R3或R4之一可为烷基。
在本文所述的任何化合物中，M可为S。在本文所述的任何化合物中，M可为Se。在本文所述的任何化合物中，M可为O。
在本文所述的任何化合物中，所有的Xn和Yn取代基可为卤素。换句话说，不论下标，每个X和Y取代基可为卤素。
在本文所述的一些化合物中，所有的Xn和Yn取代基可为氟。
在本文所述的任何化合物中，除非另有指定，A1(当出现时)可为，例如，取代或未取代的芳基或杂芳基(除了噻吩)，如C6-C30取代或未取代的芳基或杂芳基，C6-C20取代或未取代的芳基或杂芳基，和C6-C10取代或未取代的芳基或杂芳基。这类基团的实例包括，但不限于，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯基二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂，和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基；
在本文所述的任何化合物中，除非另有指定，A2(当出现时)可为，例如，取代或未取代的芳基或杂芳基，如C6-C30取代或未取代的芳基或杂芳基，C6-C20取代或未取代的芳基或杂芳基，和C6-C10取代或未取代的芳基或杂芳基。这类基团的实例包括，但不限于，噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯基二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂，和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基；
在本文所述的任何化合物中，除非另有指定，B1可为取代或未取代的芳基或杂芳基，如C6-C30取代或未取代的芳基或杂芳基，C6-C20取代或未取代的芳基或杂芳基，和C6-C10取代或未取代的芳基或杂芳基。芳基或杂芳基的实例包括，但不限于，噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯基二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，噻唑基，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，高氟酰苯(perfluorylbenzene)和咔唑。
在本文所述的任何化合物中，除非另有指定，Q可为取代或未取代的芳基或杂芳基，如C6-C30取代或未取代的芳基或杂芳基，C6-C20取代或未取代的芳基或杂芳基，和C6-C10取代或未取代的芳基或杂芳基。芳基或杂芳基的实例包括，但不限于，噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯基二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，噻唑基，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，高氟酰苯(perfluorylbenzene)和咔唑，9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基；
在一些实施方案中，本文所述的非聚合物型分子在有机溶剂中具有至少约为0.1mg/mL的溶解度，在有机溶剂中为1mg/mL，5mg/mL，在有机溶剂中为10mg/mL，在有机溶剂中为30mg/mL，或在有机溶剂中为100mg/mL。所述有机溶剂可为，例如，氯仿，甲苯，氯苯，二氯甲烷，四氢呋喃或二硫化碳。制备
化合物可使用普通技术的化学家所掌握的方法来制备。简而言之，本发明的化合物可通过芳香族前体之间的金属催化(包括钯催化)交叉偶联反应来组装。合适的芳香族前体包括带有卤素取代基的那些，其可与例如尤其是硼酸或硼烷取代的芳香族化合物(Suzuki偶联)，烷基锡烷取代的芳香族化合物(Stille偶联)，烷基硅取代的芳香族化合物(Hiyama偶联)，锌取代的芳香族化合物(Negishi偶联)反应。
在下面的实施例部分示出了一个实例的制备。
器件构造，材料和制造
本发明的实施方案包括包含非聚合物化合物的电子器件，所述非聚合物化合物包含一个或多个式A的基团：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；R1为H或取代基；R2为H或取代基；且R3为H或取代基。X1为H或卤素且Y1为H或卤素，其中至少X1和Y1之一为卤素。在一些实施方案中，式A为苯并噻二唑基，苯并噁二唑基，或苯并三唑基。在一些实施方案中，X1和Y1均为卤素。在一些实施方案中，X1和Y1均为氟。
本发明的实施方案包括包含如本文所述的式B的任何化合物的有机电子器件。
在一些实施方案中，所述电子器件为太阳能电池。在许多太阳能电池中，光通过透明的第一电极(如ITO涂覆的玻璃)，被给体：受体混合物吸收，其导致电荷分离并使所述电荷迁移至所述电极，从而产生可用的电位。
本文所述的任何电子器件可具有，例如，第一电极，第二电极和所述第一电极与第二电极之间的活性层，其中所述活性层包含含有一个或多个式A的基团的非聚合物型化合物或根据式B的任何化合物，如本文所述的。
所述第一电极可由如氧化铟锡，氧化铟镁，氧化镉锡，氧化锡，铝或铟掺杂的氧化锌，金，银，镍，钯和铂的材料制成，但不限于此。在一些实施方案中，所述第一电极具有高功函数(4.3eV或更高)。
一个电极可被沉积于基材上。例如，所述第一电极可被沉积于基材上，且所述器件可通过随后的层沉积制作。然而，所述第二电极可被沉积于基材上，其随后层沉积。在一些实施方案中，所述基材可以是透明的。所述透明基材可以为玻璃，塑料或任何其他与形成于基材上的所述电极相容的透明材料。
所述第二电极可以为，例如，金属电极。导电金属氧化物，如氧化铟锡，氧化锌或氧化镉，也可被用作电极，以及导电有机材料，如包含石墨烯的电极。对于金属电极，所述金属可以为，例如，铝，银或镁，但可为任何金属。也可使用纳米线如银纳米线或其他纳米结构的材料。如果需要透明电极，也可使用金属的非常薄的金属层。在一些实施方案中，在金属电极蒸发之前和/或之后将所述器件退火。
在任何电子器件中，一个电极可以是透明的。例如，所述第一电极可以是透明的，允许光进入所述器件，但是在一些实施方案中，所述第二电极可以是透明的。在一些实施方案中，两个电极都是透明的。在一些实施方案中，所述透明电极可以是涂覆于透明基材上的氧化铟锡(ITO)。
任何器件还可包括电子阻挡层，激子阻挡层或空穴传输层。所述电子阻挡层，激子阻挡层或空穴传输层可与所述第一电极相邻。在一些实施方案中，所述空穴传输层可以为，例如，聚(3,4-乙撑二氧噻吩:聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)。可使用其他空穴传输层材料，如聚苯胺(具有合适的掺杂剂)或N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)[1,1′-联苯基]-4,4′-二胺(TPD)，氧化镍。
在一些实施方案中，所述层可为电子阻挡，激子阻挡或空气传输金属氧化物。电子阻挡，激子阻挡或空穴传输金属氧化物包括，例如MoO3，MoO3-x，V2O5-x，NiO，Ta2O5，Ag2O，CuO，Cu2O，CrO3-x和WO3，其中x为0.01-0.99，或为0.1-0.9。其他合适的材料描述于Greiner，Mark T.等，“Universal energy-level alignment ofmolecules on metal oxides”,Nature Materials,DOI:10.1038/NMAT3159(2011年11月6日)中。
任何器件还可包括空穴阻挡层，激子阻挡层或电子传输层。在一些实施方案中，该层可与所述第二电极相邻，且任选可沉积于所述给体-受体膜上部以阻挡空穴或激子，起光缓冲作用或有利于所述器件的电特性。2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉可作为空穴阻挡或激子阻挡材料，而4,4′,4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺和聚乙撑二氧噻吩可作为激子阻挡材料。可用于所述第二电极和所述活性层之间的其他材料为低价氧化钛，ZnO，Cs2CO3和ZrO3。适用的其他材料描述于Greiner，Mark T.等，“Universal energy-level alignment of moleculeson metaloxide”,Nature Materials,DOI:10.1038/NMAT3159(2011年11月6日)中。
在任何器件中，所述活性层还可包括电子受体。所述电子受体可为，例如，富勒烯如[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯(PCBM)，但可为不同的富勒烯(包括但不限于C71-PCBM)，四氰基对醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane)，2-乙烯基-4,5-二氰基咪唑(vinazene)，苝四羧酸二酐，苝四羧酸二酰亚胺，噁二唑，碳纳米管或任何其他有机电子受体，如US2008/0315187中公开的那些化合物。
在其他实施方案中，所述电子受体为选自TiO2(二氧化钛)，TiOx(低价氧化钛，其中x<2)和ZnO(氧化锌)的无机受体。所述二氧化钛可为锐钛矿，金红石或为无定形的。二氧化钛层可通过沉积溶胶-凝胶前驱体溶液，例如通过旋转铸造(spin casting)或刮刀涂覆(doctor-blading)并在约300-500℃的温度下烧结而制备。当使用无机层时，上述光电子器件的组件(c)可由通式I-VII的给电子发色团的层和无机电子受体层构成。或者，可将所述无机材料分散于给电子发色团中以形成单层。用于太阳能电池中的TiO2的制备描述于Brian O'Regan和Michael，Nature 353:737(1991)以及Serap Günes等，2008 Nanotechnology19424009中。
当使用其中x<2的式TiOx低价氧化钛时，x可遵循以下关系：1<x<1.98、1.1<x<1.9、1.2<x<1.8或1.3<x<1.8。在式TiOx中，X可为，例如，<2、<1.98、<1.9、<1.8、<1.7或<1.6。
在一些实施方案中，所述器件还包括介电层。
在一些实施方案中，所述器件还包括第三电极。
一些器件可为串联太阳能电池(tandem solar cells)，如在US 2009/0126779中公开的那些。设置串联太阳能电池以使得未被第一太阳能电池吸收的光通入第二太阳能电池，其中所述第二太阳能电池可具有比第一太阳能电池更小的带隙从而吸收不能被第一太阳能电池有效地吸收的电磁辐射。
一些器件可包括钝化层，如在US 2007/0221926和US 2007/0169816中公开的那些。
一些器件可包括光学隔离层，如在US 2006/0292736中公开的那些。
一种制造所述光电子器件的方法如下：使用标准程序由市售氧化铟锡涂覆的玻璃和聚苯乙烯磺酸掺杂的聚乙撑二氧噻吩制备导电透明基材。制备含有给体和受体材料混合物的溶液，其中给体与受体之比为1:99-99:1质量份；或在一些实施方案中为3:7-7:3质量份。所述溶液的总浓度可为0.1-100mg/mL的范围，但10-30mg/mL的范围尤其适用于一些实施方案。使用溶解度在有机溶剂中为至少约0.1mg/mL，在有机溶剂中为1mg/mL，为5mg/mL，在有机溶剂中10mg/mL，在有机溶剂中为30mg/mL或在有机溶剂中为100mg/mL的非聚合物型分子。所述有机溶剂可选自氯仿、甲苯、氯苯、二氯甲烷、四氢呋喃或二硫化碳。
有用的溶剂包括氯仿、甲苯、氯苯、二氯甲烷、四氢呋喃和二硫化碳。然而，所用的溶剂可为能溶解或部分溶解给体和受体材料且具有非零蒸气压的任何溶剂。
给体和受体溶液通过旋转铸造(spin casting)、刮刀涂覆(doctor-blading)、喷墨印刷(ink-jet printing)、辊对辊涂覆(roll-to-roll coating)、槽染涂覆(slot-dyecoating)、凹版涂覆(gravure coating)或能获得膜厚为10-1000nm范围内，或在一些实施方案为50-150nm的给体-受体混合物连续膜的任何方法沉积。
在一些实施方案中，所述给体和受体层由含有溶剂和所述电子给体和电子受体的溶液浇铸而成。所述溶剂可包括氯仿，噻吩，三氯乙烯，氯苯，二硫化碳，上述任意溶剂的混合物或能溶解所述给体和受体有机小分子的任意溶剂或溶剂混合物。所述溶剂还可包含加工添加剂，如美国专利申请公开号2009/0032808、2008/0315187或2009/0108255中所公开的那些。例如，可将1,8-二碘辛烷(DIO)以0.1-10体积％的量添加至溶剂/给体/受体混合物中。可将所述添加剂，如2％DIO，添加至用于浇铸给体/受体层的任意有机溶剂如氯仿中。所述溶剂还可包含掺杂剂，如三氧化钼(MoO3)。例如，可将MoO3可以0.1-10体积％的量添加至溶剂/给体/受体混合物中。
最后，在所述结构上部通过热蒸发，溅射，印刷，层压或一些其他方法沉积电极，如金属电极。也可将导电金属氧化物如氧化铟锡，氧化锌或氧化镉用作电极以及导电有机材料，如含有石墨烯的电极。对金属电极而言，所述金属可为，例如，铝、银或镁，但也可为任意金属。也可使用纳米线如银纳米线或其他纳米结构。如果需要透明电极，也可使用金属的非常薄的金属片。在一些实施方案中，在所述金属电极蒸发之前和/或之后将所述器件退火。
空穴和电子迁移率为本体异质结太阳能电池制造/运行中需要考虑的重要参数。为了优化器件性能，需要两者载流子迁移率达成平衡。电子和空穴迁移率二者均可为10-4cm2/Vs数量级或更高。在一些实施方案中，所述电子迁移率为10-3cm2/Vs数量级或更高。在一些实施方案中，所述电子迁移率为10-4cm2/Vs数量级或更高，且所述空穴迁移率为10-8cm2/Vs-10-4cm2/Vs或更高。在其他实施方案中，所述电子迁移率为10-3cm2/Vs数量级或更高，且所述空穴迁移率为10-8cm2/Vs-10-4cm2/Vs或更高。
本发明的光电子器件具有优异的光伏性能。在一些实施方案中，功率转换效率(PCE)为至少0.5％，至少1.0％，至少2.0％或至少3.0％。在一些实施方案中，短路电流密度大于3.0mA/cm2，但在一些实施方案中可大于8mA/cm2。在一些实施方案中，开路电压为0.3-1.0V或更高。在一些实施方案中，所述器件在300-800nm之间显示出约35％或更高的外量子效率。
所述给体：受体膜的形态特征可使用原子力显微镜或其他表面敏感技术测量。所述膜可具有，例如，小于1.0nm，或在一些实施方案中小于0.5nm的均方根表面粗糙度。
对于使用倒置器件结构的器件的实施方案而言，上述第一电极可包含Au或具有功函高于第二电极功函的其他材料，而所述第二电极可包含使用3-氨基丙基三甲氧基硅氧烷的自组装单层膜或功函低于第一电极功函的其他材料改性的ITO基材。
图3提供了根据本发明实施方案的电子或光电子器件100的示意图。所述电子或光电子器件100具有第一电极102，与所述第一电极102间隔布置的第二电极104，及在所述第一电极102和所述第二电极104之间的活性层。所述活性层106可包括本文描述的式A或式B的任何非聚合物型化合物。所述第一电极102可为，例如，氧化铟锡(ITO)的透明阳极。所述第二电极104可为，例如，金属铝阴极。
在一些实施方案中，所述电子或光电子器件100可包括在所述第一电极102和所述活性层106之间的空穴传输层108。所述空穴传输层108可为，例如PEDOT:PSS。在一些实施方案中，所述第一电极102可在基材110上形成。在一些实施方案中，所述基材110可为透明基材。在一些实施方案中，所述基材110可为玻璃。
实施例
实施例1
5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(F2BT)的合成。向500mL两颈圆底烧瓶中加入4,5-二氟苯-1,2-二胺(10.0g，0.070mol，Matrix Scientific)，无水CHCl3(250mL)和无水三乙胺(40mL，0.28mol)。搅拌所述溶液直到所述二胺完全溶解。使用加料漏斗逐滴加入亚硫酰氯(SOCl2，10.5mL，0.145mol)，并将所述混合物加热回流5h。然后将所述混合物冷却至室温，倒入500mL蒸馏水中，然后用CH2Cl2(100mL×3)萃取。将收集的有机层合并并经MgSO4干燥。将溶剂真空去除，并通过使用己烷/乙酸乙酯(1:4)作为洗脱剂的柱层析纯化得到的粗产物。去除溶剂后，获得呈棕白色结晶固体状的产物。回收产率：10.65g(90％)。1HNMR(600MHz,CDCl3):δ7.73(t,2H,JF-H＝12.0Hz,12.0Hz)。
5,6-二氟-4,7-二碘苯并[c][1,2,5]噻二唑(I2F2BT)的合成。在500mL的两颈圆底烧瓶中，在60℃下搅拌2(2.70g，15mmol)I2(15g，60mmol)和发烟硫酸(75mL)的混合物24小时。冷却至室温后，将所述反应混合物缓慢倒入盛有碎冰的500mL烧杯中。加入氯仿(CHCl3)，并将所述混合物转移至1L的分液漏斗中并用蒸馏水(150mL×3)洗涤，随后用1M NaOH溶液洗涤数次以去除过量的碘，最后用饱和NaHCO3洗涤。然后将有机层经MgSO4干燥。过滤并去除溶剂后，使用黄色的纸状固体产物无需进一步纯化。回收产率：3.52g(52.6％)。
7,7'-(4,4-二(2-乙基己基)-4H-噻咯并[3,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)双(5,6-二氟-4-碘苯并[c][1,2,5]噻二唑)的合成。在250mL的两颈圆底烧瓶中，将5,5'-双(三甲基甲锡烷基)-3,3'-二-2-乙基己基亚甲硅基-2,2'-并噻吩(Me3Sn-SDTEH-SnMe3,2.0g，2.68mmol)，5,6-二氟-4,7-二碘苯并[c][1,2,5]噻二唑(I2F2BT，2.30g，5.5mmol)溶解于无水甲苯(60ml)中并将所得混合物脱气15分钟。然后加入Pd(PPh3)4(310mg，0.268mmol，10mol％)，并将所述混合物在N2气下加热至110℃16小时之后再脱气2分钟。冷却至室温后，真空去除挥发物以得到呈暗红棕色固体状的粗产物。将100mL丙酮加入粗产物中，并将混合物搅拌30min并滤出固体。然后将该材料负载于二氧化硅上并通过使用CH2Cl2作为洗脱剂的急骤层析纯化。在收集馏分并去除溶剂后获得紫红色固体。将所述固体悬浮于丙酮(200mL)中，搅拌30分钟并过滤。用大量丙酮洗涤所述固体，然后在真空下干燥24小时。收集呈暗红褐色固体状的产物。回收产率：1.8g(66％)。1H NMR(600MHz,CDCl3):7.54(dt,2H,SDT-CH),2.81(m,3JH-H＝7Hz,4H,Th-CH2),1.70(m,3JH-H＝7Hz,4H,CH),1.60(m,2H,CH),1.40(m,4H,CH2),1.34(m,14H,CH2),1.27(m,10H,CH2),1.15(m,4H,SiCH2),0.91(m,8H,CH3),0.87(m,10H,CH3)。
7,7'-(4,4-二(2-乙基己基)-4H-噻咯并[3,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)双(5,6-二氟-4-(5'-己基-[2,2'-并噻吩]-5-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑)的合成。在250mL的两颈圆底烧瓶中，将7,7'-(4,4-二(2-乙基己基)-4H-噻咯并[3,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基)双(5,6-二氟-4-碘苯并][1,2,5]噻二唑)(IF2BT-SDTEH-IF2BT 1.5g，1.48mmol)和5'-己基2,2'-并噻吩-5-硼酸频哪醇酯(773mg，3.26mmol)溶解于无水甲苯(60ml)中并脱气15分钟。向该混合物中加入Pd2dba3(140mg，0.153mmol，10mol％)和H+P(t-Bu3)BF4 -(180mg，0.620mmol，40mol％)，然后所述混合物再脱气2分钟。最后，加入脱气后的2M K2CO3(20mL)，并将所述混合物在N2下加热至110℃16小时。冷却后将所述反应混合物倒入甲醇(MeOH，300mL)中并搅拌30分钟。通过过滤收集形成的沉淀物并用大量MeOH和蒸馏水洗涤。首先通过使用二氯甲烷(CH2Cl2)作为洗脱剂的急骤层析纯化粗产物。在收集馏分并去除溶剂后获得褐红色固体。然后通过使用甲醇和丙酮的索氏提取进一步纯化产物，以去除单体和催化剂残留物。套管中的剩余固体在50mL乙醚中搅拌30分钟，过滤并然后真空干燥24小时。收集呈褐红色固体的产物(NET4C-F2)。回收产率：0.620g(33％)。1H NMR(600MHz,CDCl3):8.33(t,2H,JF-H＝7.2Hz,SDT-CH),8.18(d,3JH-H＝3.6Hz,2H,Th-CH),7.21(d,3JH-H＝6Hz,2H Th-CH),7.13(d,3JH-H＝6Hz,2HTh-CH),6.72(d,3JH-H＝5Hz,2H Th-CH),2.81(m,3JH-H＝7Hz,4H Th-CH2),1.70(h,3JH-H＝7Hz,4H,CH),1.60(m,2H,CH),1.40(m,4H,CH2),1.34(m,14H,CH2),1.27(m,10H,CH2),1.15(m,4H,SiCH2),0.91(m,8H,CH3),0.87(m,10H,CH3)。
实施例2-HOMO-LUMO值的测定
计算：所有计算使用Spartan‘10程序进行。使用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法连同6-31G(d,p)基组即B3LYP/6-31G(d,p)获得优化的气相结构。
图1示出使用上述方法计算的最高占有分子轨道(HOMO)和最低未占有分子轨道LUMO)值。
实施例3-器件制造的一般步骤
器件制造：在图案化的ITO-涂覆玻璃基材上制造太阳能电池。所述ITO-涂覆玻璃基材首先用清洁剂清洁，在水，丙酮和异丙醇中超声处理，并随后在烘箱中干燥过夜。以在真空约1×10-6托下的速率将MoO3膜热蒸发于UV-臭氧清洁的IYO基材上。所述MoO3膜的厚度约为13nm。将含有在总固体含量35mgmL-1的氯苯中NET4C-F2:[70]PCBM的混合物的溶液在1500rpm转速下旋铸于所述MoO3膜上。所述活性层的组合物包括比例为60:40的NET4C-F2:[70]PCBM，含或不含1,8-二碘辛烷。
在其他器件中，将PEDOT:PSS 4083旋铸于UV-臭氧清洁ITO上，然后在150℃下热退火30m。将含有在总固体含量35mgmL-1的氯苯中NET4C-F2:[70]PCBM的混合物的溶液在1500rpm转速下旋铸于所述PEDOT:PSS膜上，使用如前所述相同的组合物。
将所述活性层在70℃下加热10分钟以蒸发任何残留的溶剂。最后，通过在真空约1×10-6托下热蒸发通过荫罩沉积铝阴极(～100nm)。所述器件的活性区域为15.28mm2。最后将所述器件在90℃下退火2m。
器件测试。使用Keithley 2602A源测量单元，并使用模拟的100mWcm-2AM1.5G光源并使用具有AM1.5全局滤光器的300W Xe弧光灯照射测量电流密度-电压(J-V)特性。使用具有由National Renewable Energy Laboratory校准的防护KG1滤光片的标准硅光伏器件测量太阳模拟器的照射强度。
对于有机光电子器件而言，总PCE由下式确定：
PCE＝(Voc*Jsc*FF)/Pin
其中Voc为开路电压，Jsc为短路电流密度，FF为填充因子且Pin为入射光功率。Voc为所述器件中无电流流过的电压，而Jsc为当不施加电压时的电流量。值来源于图4中所示曲线图，且在下表中示出。
器件 VOC(V) JSC(mA/cm2) FF PCE
PEDOT无添加 0.88 -6.95 0.42 2.57％
PEDOT 0.25％DIO 0.88 -6.95 0.49 2.98％
MoO3无添加 0.88 -7.87 0.46 3.20％
MoO30.25％DIO 0.88 -7.64 0.50 3.38％
DSC测量。使用差示扫描量热计(DSC(Perkin Elmer DSC 6000)进行热分析。将2.2 mg样品称重放入铝热锅并密封。所述样品在10℃/min的扫描速度下进行分析(3套加热和冷却循环)。图7示出了第三加热/冷却循环的数据。
本文所提到的通过标识引用的所有出版物、专利、专利申请和已出版的专利申请的公开内容在此通过引用以全文并入本文中。
如本文所述，所有实施方案或子组合可与所有其他实施方案或子组合组合使用，除非相互排斥。
尽管出于清楚理解的目的以插图和实施例的方式对前述发明相当详细地进行了描述，然而对本领域技术人员而言，显而易见的是可实施某些改变和修饰。因此，所述描述和实施例不应视为限制本发明的范围。
如本文所述，所有实施方案或子组合可与所有其他实施方案或子组合组合使用，除非相互排斥。

Claims (43)

1.含有非聚合物型化合物的电子或光电子器件，所述化合物包含一个或多个式A的基团：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；和
X1为卤素且Y1为卤素。
2.根据权利要求1所述的电子或光电子器件，其中所述器件为太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的电子或光电子器件，其中所述式A的基团为苯并噻二唑基，苯并噁二唑基或苯并三唑基。
4.根据权利要求1所述的电子或光电子器件，其中R1为H，烷基或卤代烷基。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电子或光电子器件，包含第一电极，第二电极和所述第一和第二电极之间的活性层，其中所述活性层包含含有一个或多个式A的基团的非聚合物型化合物。
6.根据权利要求5所述的电子或光电子器件，其中一个电极是透明的。
7.根据权利要求5-6任一项所述的电子或光电子器件，还包含电子阻挡层，激子阻挡层或空穴传输层。
8.根据权利要求5-7任一项所述的电子或光电子器件，还包含空穴阻挡层，激子阻挡层或电子传输层。
9.根据权利要求5-8任一项所述的电子或光电子器件，其中所述活性层还包含电子受体。
10.根据权利要求9所述的电子或光电子器件，其中所述电子受体为富勒烯。
11.根据权利要求5所述的电子或光电子器件，还包含介电层。
12.根据权利要求5所述的电子或光电子器件，还包含第三电极。
13.具有式B的化合物：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；和
X1为卤素且Y1为卤素；
H1选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，或
n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5；
A1独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B1均独立地选自被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基；和
各B2均独立地选自H，取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基；
H2选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，
其中p为1,2或3；
各X2均独立地为H或卤素且各Y2独立地为H或卤素，其中至少X2和Y2之一为卤素；
各J1均独立地选自不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，
Q为二价，三价或四价的芳基或杂芳基或
L1选自-B2，-A1-B1，-A1-B2，
其中各A1均独立地选自取代或未取代的芳基或杂芳基，如C6-C30取代或未取代的芳基或杂芳基，C6-C20取代或未取代的芳基或杂芳基，和C6-C10取代或未取代的芳基或杂芳基；
其条件是H1和H2不均为-B2。
14.根据权利要求13所述的化合物，具有式II：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且各Y2均为卤素；
Q为二价芳基或杂芳基；
各B1均独立地选自芳基或杂芳基；
各B2均独立地选自H或取代基；
其中R1，R2，R3和R4各自独立地为H或取代基。
15.根据权利要求14所述的化合物，其中B1为取代或未取代的噻吩。
16.根据权利要求14所述的化合物，其中Q独立地选自取代或未取代的噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基。
17.根据权利要求14所述的化合物，其中B1独立地选自取代或未取代的噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，高氟酰苯(perfluorylbenzene)和咔唑。
18.根据权利要求14所述的化合物，其中Q为3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，且R和R'均为C1-C30烷基。
19.根据权利要求18所述的化合物，其中Q为
20.根据权利要求19所述的化合物，其中n+m＝1。
21.根据权利要求20所述的化合物，其中B1为噻吩。
22.根据权利要求21所述的化合物，其中B2为烷基。
23.根据权利要求22所述的化合物，具有结构
24.根据权利要求13所述的化合物，具有式I：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且各Y2均为卤素；
Q为二价芳基或杂芳基；
各L2均独立地为-B2或-A1-B2，其中A1独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
25.根据权利要求24所述的化合物，其中Q独立地选自取代或未取代的噻吩，吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，二噻吩吡咯，二噻吩磷杂茂和咔唑9,9-RR'-9H-芴，9-R-9H-咔唑，3,3'-RR'亚甲硅基-2,2'-并噻吩，3,3'RR'-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'＝C1-C30烷基或C6-C30芳基。
26.根据权利要求24所述的化合物，其中各L2均为-A1-B2且各A1均选自取代或未取代的吡咯，呋喃，苯基，磷杂茂，苯并二噻吩，螺芴，螺噻吩，并噻吩，三噻吩，噻吩并噻吩，二噻吩并噻吩，苯并噻吩，异苯并噻吩，苯并二噻吩，环戊二烯并二噻吩，硅杂环戊二烯，硅杂环戊二烯并噻吩，吲哚，苯，萘，蒽，苝，茚，芴，芘，甘菊环，吡啶，噁唑，噻唑，噻嗪，嘧啶，吡嗪，咪唑，苯并噁唑，苯并噁二唑，苯并噻唑，苯并咪唑，苯并呋喃，异苯并呋喃，噻二唑，高氟酰苯(perfluorylbenzene)和咔唑。
27.根据权利要求24所述的化合物，其中各L2均为B2且B2为
其中n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
28.根据权利要求12所述的化合物，具有式III
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；
其中H3选自-B2,-A1-B1，-A1-B2，或
n为0-5(含)的整数，且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5；
A1独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B1均独立地选自任选地被一个，两个或多个B2取代的芳基或杂芳基；和
各B2均独立地选自取代基或
其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
29.根据权利要求13所述的化合物，具有式IV-V：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且各Y2均为卤素；X3为卤素且各Y3均为卤素；
Q为三价的芳基或杂芳基；
各E1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基或
各L3均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳
基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
30.根据权利要求29所述的化合物，具有式IVa：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且各Y2均为卤素；X3为卤素且各Y3均为卤素；
Q为三价的芳基或杂芳基；
各L3均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳
基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基；
各L3均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
31.根据权利要求29所述的化合物，具有式Va：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且各Y2均为卤素；X3为卤素且各Y3均为卤素；
Q为三价的芳基或杂芳基；
各E1均独立地为取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
各L3均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
32.根据权利要求13所述的化合物，具有式VI-VII：
其中该部分
为四价的芳基或杂芳基，其选自
(2,2’,7,7’-基-9,9’-螺二[芴])，
(3,3’,7,7’-基-5,5’-螺二[二苯并[b,d]噻咯])，
(2,2’,6,6’-基-4,4’'-螺二[环戊二烯并[1,2-b:5,4-b’]二噻吩])，或
(2,2’,6,6’-基-4,4’-螺二[硅杂环戊二烯并[3,2-b:4,5-b’]二噻吩])；
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且Y2为卤素；X3为卤素且Y3为卤素；
X4为卤素且Y4为卤素；
各F1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
各L4均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
33.根据权利要求32所述的化合物，具有式VIa：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
其中X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且Y2为卤素；X3为卤素且Y3为卤素；
X4为卤素且Y4为卤素；
各F1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
各L4均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
34.根据权利要求32所述的化合物，具有式VIIa：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
其中X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且Y2为卤素；X3为卤素且Y3为卤素；
X4为卤素且Y4为卤素；
各F1均独立地为不存在，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，或
各L4均独立地为-B2或-A1-B2；
各A1均独立地选自取代或未取代的芳基，除噻吩外的取代或未取代的杂芳基，
其中A2独立地为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基；
各B2均独立地选自H，取代基或
其中n为0-5(含)的整数且m为0-5(含)的整数，且1≤m+n≤5，且其中R1，R2，R3，R4和R5各自独立地为H或取代基。
35.根据权利要求13所述的化合物，选自式1，式2，式3，式4，式5，式6，式7，式8，式9或式10：
其中M选自硫(S)，氧(O)，硒(Se)，碲(Te)，-N(R1)-，-C(R2)2-C(R3)2-，-CR2＝CR3-，-S(＝O)2-，-S(＝O)-，-C(＝O)-，-C(＝S)-，或-C(＝N-R1)-；
R1为H或取代基；
R2为H或取代基；
R3为H或取代基；
X1为卤素且Y1为卤素；X2为卤素且各Y2均为卤素；X3为卤素且各Y3均为卤素；
n为0-5(含)的整数；m为0-5(含)的整数；
R7选自H或取代基；
J选自CH和N；
当X为CH时，X为S，O或NH；且当J为N时，X为S；
R8为任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基；
R6选自芳基，全氟芳基，或任选全氟化或任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C30芳基；和
各受体均为独立地选自以下的芳基或杂芳基：
其中X为C或Si；
A为N或P；
R11选自C1-C16烷基；
R12选自C1-C16烷基，C6-C20未取代的芳基，或被选自-F，C1-C20烷基，C1-C20氟烷基，-O-C1-C20烷基或-C1-C20氟烷基的一个或多个基团取代的C6-C20芳基；
R13为C1-C16烷基或C6-C20芳基；
R14选自C1-C16烷基，-O-C1-C16烷基，-C(＝O)-O-C1-C16烷基，或-O-C(＝O)-C1-C16烷基；和
R15选自C1-C16烷基，C6-C20未取代的芳基，或被选自-F，C1-C20烷基，C1-C20氟烷基，-O-C1-C20烷基或-C1-C20氟烷基的一个或多个基团取代的C6-C20芳基；
R16选自C1-C16烷基，C6-C20未取代的芳基，或被选自-F，C1-C20烷基，C1-C20氟烷基，-O-C1-C20烷基或-C1-C20氟烷基的一个或多个基团取代的C6-C20芳基。
36.根据权利要求13-35任一项所述的化合物，其中R1，R2，R3，R4，R5各自独立地为卤素，F，NO2，CN，酰基，O-酰基，S-酰基，N-酰基，烷基，卤代烷基，取代或未取代的芳基，取代或未取代的杂芳基，烯基，烷氧基，烷硫基，烷基胺，芳基胺或羟基。
37.根据权利要求13-35任一项所述的化合物，其中至少R1，R2，R3或R4之一为烷基。
38.根据权利要求13-35任一项所述的化合物，其中X1，Y1，X2，Y2，X3，Y3，X4和Y4均为氟。
39.根据权利要求13-35任一项所述的化合物，其中M为S。
40.包含权利要求13-35任一项所述的非聚合物型化合物的电子或光电子器件。
41.包含权利要求40所述的非聚合物型化合物的电子或光电子器件。
42.电子或光电子器件，包含：
第一电极；
与所述第一电极间隔布置的第二电极；和
在所述第一电极和所述第二电极之间的活性层，其中所述活性层包含根据权利要求1-39任一项所述的非聚合物型化合物。
43.根据权利要求42所述的电子或光电子器件，还包含在所述第一电极和所述活性层之间的空穴传输层。
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