CN105418604B - 具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物及其应用 - Google Patents

具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物及其应用 Download PDF

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Abstract

一种具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物及其作为有机/聚合物光伏电池阴极界面修饰材料的应用，属于聚合物光伏电池技术领域。其结构通式如下所示，其中，n为4到14的整数，R1可以是N‑吡啶基盐、三甲基季铵盐等离子基团，R2可以是H、F、Cl、碳原子数为1～4的烷基、吡啶基、苯基等基团。本发明所涉及的以二氰乙烯基取代喹吖啶酮为核心的阴极界面修饰材料具有高的电子迁移率的特点，当阴极界面修饰层厚度在5～40纳米范围内变化时，有机/聚合物光伏电池并保持其较高的光电转换效率。

Description

具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物及其 应用
技术领域
本发明属于聚合物光伏电池技术领域，具体涉及一种具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物及其作为有机/聚合物光伏电池阴极界面修饰材料的应用。
背景技术
聚合物太阳能电池由于具有重量轻、成本低廉、可大面积溶液加工于柔性基地等优势，因此受到了极大的关注。当前，聚合物光伏电池在光活性层材料设计、器件结构和器件界面优化方面取得了显著进步，最高能量转换效率(PCE)已经突破10％。
传统的无机阴极界面层包括金属氧化物(ZnO，TiO2等)与无机盐(如LiF，CsCO3等)。这些材料对空气中的水和氧比较敏感，因此对器件的稳定性不利。此外，还需要真空热蒸镀的方法制备薄膜，因而不适合用于溶液喷墨打印工艺。最近，基于有机共轭小分子与聚合物的水/醇溶性阴极界面修饰材料引起了广泛关注。这类材料可以通过溶液加工的方法制备界面层，他们还具有更高的稳定性和对各种金属电极的普适性。近年来，在使用水/醇溶性阴极界面修饰材料优化器件方面发展非常迅速。2013年，黄飞等人报道了一类主链含汞聚合物作为阴极界面修饰层，使用倒置结构以PTB7：PC71BM为活性层，实现了高达9.11％的光电转换效率(J.Am.Chem.Soc.，2013，135，15326)。2014年，Todd Emrick等报道了基于C60的醇溶性的小分子阴极界面修饰材料，PTB7：PC71BM为活性层光电转换效率达到8.5％，而且还研究了界面层厚度和金属电极普适性的问题(Science，2014，346，441)。
本发明中我们以吡啶盐，季铵盐等水/醇溶性基团为取代基团、以二氰乙烯基取代喹吖啶酮为核心合成出一类醇/水溶解性的衍生物，可以作为阴极界面修饰层应用在聚合物光伏电池中，使器件的光电转换效率显著提高。吡啶盐，季铵盐等极性基团的修饰使化合物在水/醇溶剂中具有良好的溶解性，使阴极界面修饰层可以用水/醇溶液加工成膜。由于制备阴极界面修饰层薄膜时采用水/醇做为溶剂，从而避免了对油性溶剂活性层的破坏，确保器件的高效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物及其应用，即提供一类以二氰乙烯基取代喹吖啶酮为核心，带有烷基链与离子型基团的阴极界面修饰材料以及这些界面修饰材料在制备高性能有机/聚合物光伏电池中的应用，属于聚合物光伏电池技术领域。
本发明所述的具有醇/水溶解性(各实施例产物，在甲醇中的溶解度可达到5毫克/毫升，在水中的的溶解度可达到2毫克/毫升)的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物阴极界面修饰材料，其结构通式如下所示：
其中，n为4到14的整数，R1可以是N-吡啶基盐(如实施例20至38)，三甲基季铵盐(对应实施例39至57)等离子基团，R2可以是H(如实施例20至30，39至49)，F(如实施例30，32，50，51)，Cl(如实施例35，36，54，55)，碳原子数为1-4的烷基(如实施例35，36，54，55)，吡啶基(如实施例37，58)，苯基(如实施例38，57)等基团。
本发明所涉及的代表性化合物合成路线如下所示：
本发明所述的化合物可以用于制备聚合物光伏电池，具体的是用于制备光伏电池的阴极界面修饰层，该界面修饰层置于光伏电池的活性层和阴极之间。如图1所示，具体的器件结构顺次为：附着在透光玻璃上的ITO做为阳极，PEDOT:PSS为阳极修饰层，PCDTBT:PC71BM(质量组成比1：4)、P3HT:PC61BM(质量组成比1：1)或PTB7:PC71BM(质量组成比1：1.5)为光活性层，本发明所述的化合物为阴极界面修饰层，金属Al为阴极。本发明所涉及的以二氰乙烯基取代喹吖啶酮为核心的阴极界面修饰材料具有高的电子迁移率的特点，当阴极界面修饰层厚度在5～40纳米范围内变化时，有机/聚合物光伏电池并保持其较高的光电转换效率。
PCDTBT、P3HT和PTB7(结构见下式)为给体材料，PC71BM和PC61BM(结构见下式)为受体材料，将本发明化合物作为阴极界面修饰层构造了光伏器件。以PCDTBT:PC71BM为光活性层的光伏器件，加入10纳米本发明化合物DCNQA-C8-PyBr作为阴极界面修饰层后性能明显提升，电流密度从10.13mA cm-2提升至12.25mA cm-2，电压从0.88V提升至0.91V，填充因子从57.5％提升至67.3％，光电转化效率从5.13％提升至6.89％。以P3HT:PC61BM为光活性层的光伏器件，加入10纳米本发明化合物DCNQA-C8-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后性能明显提升，电流密度从9.01mA cm-2提升至10.19mA cm-2，电压从0.51V提升至0.61V，填充因子从51.1％提升至62.8％，光电转化效率从2.35％提升至3.89％。以PTB7:PC71BM为光活性层的光伏器件，加入10纳米本发明化合物DCNQA-C8-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后性能明显提升，电流密度从14.48mA cm-2提升至14.48mA cm-2，电压从0.67V提升至0.74V，填充因子从54.1％提升至68.8％，光电转化效率从5.25％提升至8.34％。
附图说明
图1：应用本发明所述材料制备的光伏器件结构示意图；
图2：应用本发明所述材料制备的光伏器件I-V性能图。
如图1所示，各部件名称为：透明玻璃基底1、附着在玻璃表面上的阳极ITO氧化物导电层2、PEDOT:PSS(聚3，4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐，购于德国Baytron公司，型号：PVP Al 4083)阳极修饰层3、器件活性层PCDTBT：PC71BM(PCDTBT：聚[[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基]，购买于加拿大1-Material公司，货号：YY6092C；PC71BM：[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯，购买于美国ADS公司，货号：14A0021E1)4、包含本发明所述化合物的阴极界面修饰层5、金属Al阴极6。
如图2所示，基于本发明化合物DCNQA-C8-PyBr的光伏器件其特性如下：开路电压为0.91V，短路电流密度为11.25mA cm-2，填充因子67.3％，经计算光电转化效率为6.89％。
图3：应用本发明所述化合物在不同厚度下制备的单载流子(电子)器件的I-V性能图。
如图3所示，基于本发明化合物DCNQA-C8-PyBr光伏器件的单载流子(电子)迁移率其特性如下：在DCNQA-C8-PyBr厚度分别为5nm，13nm，19nm，28nm，40nm时，光伏器件的电子迁移率分别为1.10×10-3cm2V-1s-1，1.21×10-3cm2V-1s-1，1.12×10-3cm2V-1s-1，0.82×10- 3cm2V-1s-1，0.58×10-3cm2V-1s-1。
具体实施方式
实施例1：化合物DCNQA-C4-Br的合成：
将喹吖啶酮(3.12g，10mmol),1，4-二溴丁烷(10.8g，50mmol)，氢化钠(1.43g，50mmol)，50mL干燥的四氢呋喃至于100三口瓶中，加热回流24小时，冷却至室温，加入50mL甲醇中和剩余的氢化钠，加入200mL水和500mL二氯甲烷分液，有机溶剂旋干后所得固体使用氯仿/石油醚重结晶，得到红色产品QA-C4-Br2.91g，产率62.5％，直接投入下一步使用。
将上一步合成的QA-C4-Br(2.91g，5.0mmol)，丙二腈(0.66g，10.0mmol)，无水干燥的二氯甲烷500mL放置于1L双口瓶中，依次缓慢滴加TiCl4(28.50g，150.0mmol),干燥的吡啶(63.20g，800.0mmol)，滴加完毕后，体系室温搅拌48小时，过滤，将滤液减压蒸干，所得固体以二氯甲烷为展开剂，200-300目硅 胶柱层析分离，得到2.41g深绿色产物，产率71.0％，质谱分析确定的分子离子质量为：676.5(计算值为：676.1)；理论元素含量(％)C34H26Br2N6：C，60.19；H，3.86；N，12.39；实测元素含量(％)：C，60.10；H，3.89；N，12.48。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例2：化合物DCNQA-C5-Br的合成：
QA-C5-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，5-二溴戊烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率60.2％)。
DCNQA-C5-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C5-Br作为原料(深绿色固体，产率72.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：704.5(计算值为：704.1)；理论元素含量(％)C36H30Br2N6：C，61.31；H,4.30；N，11.72；实测元素含量(％)：C，61.20；H，4.28；N，11.90。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例3：化合物DCNQA-C6-Br的合成：
QA-C6-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，6-二溴己烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率65.9％)。
DCNQA-C6-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率75.1％)。质谱分析确定的分子离子质量为：732.5(计算值为：732.1)；理论元素含量(％)C38H34Br2N6：C，62.14；H,4.76；N，11.44；实测元素含量(％)：C，62.29；H，4.70；N，11.37。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例4：化合物DCNQA-C7-Br的合成：
QA-C7-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，7-二溴庚烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率70.3％)。
DCNQA-C7-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C7-Br作为原料(深绿色固体，产率71.1％)。质谱分析确定的分子离子质量为：760.5(计算值为：760.2)；理论元素含量(％)C40H38Br2N6：C，63.00；H，5.02；N，11.02；实测元素含量(％)：C，63.08；H，5.08；N，10.95。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例5：化合物DCNQA-C8-Br的合成：
QA-C8-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，8-二溴辛烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率69.9％)。
DCNQA-C8-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C8-Br作为原料(深绿色固体，产率70.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：788.6(计算值为：788.2)；理论元素含量(％)C42H42Br2N6：C，63.80；H，5.35；N，10.63；实测元素含量(％)：C，63.70；H，5.38；N，10.69。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例6：化合物DCNQA-C9-Br的合成：
QA-C9-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，9-二溴壬烷代替1， 4-二溴丁烷作为原料(产率72.6％)。
DCNQA-C9-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C9-Br作为原料(深绿色固体，产率72.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：816.6(计算值为：816.2)；理论元素含量(％)C44H46Br2N6：C，64.55；H，5.66；N，10.27；实测元素含量(％)：C，64.64；H，5.68；N，10.20。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例7：化合物DCNQA-C10-Br的合成：
QA-C10-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，10-二溴癸烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率67.9％)。
DCNQA-C10-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C10-Br作为原料(深绿色固体，产率77.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：844.9(计算值为：844.2)；理论元素含量(％)C46H50Br2N6：C，65.25；H，5.95；N，9.93；实测元素含量(％)：C，65.20；H，5.92；N，9.99。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例8：化合物DCNQA-C11-Br的合成：
QA-C11-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，11-二溴十一烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率62.1％)。
DCNQA-C11-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C11-Br作为原料(深绿色固体，产率70.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：872.9(计算值为：872.3)；理论元素含量(％)C48H54Br2N6：C，65.90；H，6.22；N，9.61；实测元素含量(％)：C，65.80；H，6.16；N，9.79。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例9：化合物DCNQA-C12-Br的合成：
QA-C12-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，12-二溴十二烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率68.2％)。
DCNQA-C12-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C12-Br作为原料(深绿色固体，产率70.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：900.8(计算值为：900.3)；理论元素含量(％)C50H58Br2N6：C，66.52；H，6.48；N，9.31；实测元素含量(％)：C，65.59；H，6.45；N，9.38。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例10：化合物DCNQA-C13-Br的合成：
QA-C13-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，13-二溴十三烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率65.7％)。
DCNQA-C13-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C13-Br作为原料(深绿色固体，产率70.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：928.8(计算值为：928.3)；理论元素含量(％)C52H62Br2N6：C，67.09；H，6.71；N，9.03；实测元素含量(％)：C，67.02；H，6.75；N，8.94。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例11：化合物DCNQA-C14-Br的合成：
QA-C14-Br的合成方法与QA-C4-Br完全一致，只是1，14-二溴十四烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率66.7％)。
DCNQA-C14-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用QA-C14-Br作为原料(深绿色固体，产率77％)。质谱分析确定的分子离子质量为：956.8(计算值为：956.4)；理论元素含量(％)C54H66Br2N6：C，67.63；H，6.94；N，8.76；实测元素含量(％)：C，67.65；H，6.90；N，8.70。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例12：化合物2FDCNQA-C4-Br的合成：
2FQA-C4-Br的合成与QA-C4-Br完全一致，只是使用2，9-二氟喹吖啶酮代替喹吖啶酮作为原料(产率60.7％)。
2FDCNQA-C4-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2FQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率65.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：712.8(计算值为：712.0)；理论元素含量(％)C34H24Br2F2N6：C，57.16；H，3.39；N，11.76；实测元素含量(％)：C，57.10；H，3.33；N，11.85。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例13：化合物2FDCNQA-C6-Br的合成：
2FQA-C6-Br的合成与2FQA-C4-Br完全一致，只是使用1，6-二溴己烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率68.1％)。
2FDCNQA-C6-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2FQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率65.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：768.8(计算值为：768.1)；理论元素含量(％)C38H32Br2F2N6：C，59.24；H，4.19；N，10.91；实测元素含量(％)：C，59.12；H，4.13；N，11.13。上述 分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例14：化合物2ClDCNQA-C4-Br的合成：
2ClQA-C4-Br的合成与QA-C4-Br完全一致，只是使用2，9-二氯喹吖啶酮代替喹吖啶酮作为原料(产率63.3％)。
2ClDCNQA-C4-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2ClQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率68.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：744.8(计算值为：744.0)；理论元素含量(％)C34H24Br2Cl2N6：C，54.65；H，3.24；N，11.25；实测元素含量(％)：C，54.78；H，3.30；N，11.12。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例15：化合物2ClDCNQA-C6-Br的合成：
2ClQA-C6-Br的合成与2ClQA-C4-Br完全一致，只是使用1，6-二溴己烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率69.7％)。
2ClDCNQA-C6-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2ClQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率63.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：800.5(计算值为：800.0)；理论元素含量(％)C38H32Br2Cl2N6：C，56.81；H，4.01；N，10.46；实测元素含量(％)：C，56.99；H，4.04；N，10.23。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例16：化合物2MeDCNQA-C4-Br的合成：
2MeQA-C4-Br的合成与QA-C4-Br完全一致，只是使用2，9-二甲基喹吖啶酮代替喹吖啶酮作为原料(产率67.4％)。
2MeDCNQA-C4-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2MeQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率68.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：704.8(计算值为：704.1)；理论元素含量(％)C36H30Br2N6：C，61.20；H，4.28；N，11.90；实测元素含量(％)：C，61.28；H，4.29；N，11.79。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例17：化合物2MeDCNQA-C6-Br的合成：
2MeQA-C6-Br的合成与2MeQA-C4-Br完全一致，只是使用1，6-二溴己烷代替1，4-二溴丁烷作为原料(产率65.5％)。
2MeDCNQA-C6-Br的第二步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2MeQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率61.9％)。质谱分析确定的分子离子质量为：760.8(计算值为：760.1)；理论元素含量(％)C40H38Br2N6：C，63.00；H，5.02；N，11.02；实测元素含量(％)：C，63.15；H，5.04；N，10.86。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例18：化合物2PyDCNQA-C6-Br的合成：
将QA-C6-Br(6.38g，10.0mmol)，碘化钾(2.66g,16.00mmol)，碘酸钾(1.71g,8.00mmol)，醋酸(150mL)加入三口瓶中，加热回流5小时以上，TLC检测反应进度，反应完全后将体系冷却至室温，抽滤，滤饼分别用硫代硫酸钠饱和水溶液，水，乙醇充分洗涤。滤饼烘干，将得到粗产品用二氯甲烷/石油醚重结晶得到红色产品(6.87g,产率72.2％)，直接用于下一步。
将上一步2IQA-C6-Br(6.87g，7.72mmol)，2-三丁基锡吡啶(8.53g，23.2mmol)，200mL甲苯，260mg四三苯基磷钯置入500mL三口瓶中，抽真空充氮气置换三次，体系加入回流24小时，将甲苯旋干，粗产品柱层析分离得到红色产品(3.73g，55.1％)。
2PyDCNQA-C6-Br的第三步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2PyDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率51.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：886.5(计算值为：886.2)；理论元素含量(％)C48H40Br2N8：C，64.87；H，4.54；N，12.61；实测元素含量(％)：C，64.74；H，4.50；N，12.83。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例19：化合物2PhDCNQA-C6-Br的合成：
将2IQA-C6-Br(6.87g，7.72mmol)，苯硼酸(2.83g，23.2mmol)，200mL甲苯，20mL碳酸钠水溶液(2mol/L)，260mg四三苯基磷钯置入500mL三口 瓶中，抽真空充氮气置换三次，体系加入回流24小时，将甲苯旋干，粗产品柱层析分离得到红色产品(6.11g，94.0％)。
2PhDCNQA-C6-Br的第三步合成与DCNQA-C4-Br方法完全一致，只是使用2PhCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率75.9％)。质谱分析确定的分子离子质量为：884.5(计算值为：884.2)；理论元素含量(％)C50H42Br2N6：C，67.73；H，4.77；N，9.48；实测元素含量(％)：C，67.79；H，4.81；N，9.39。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例20：化合物DCNQA-C4-PyBr的合成：
将化合物DCNQA-C4-Br(1.35g，2.0mmol)，50mL吡啶放置于100mL双口瓶中，氮气氛围中加热回流8个小时，冷却到室温，过滤，滤饼以100mL CH2Cl2洗涤，烘干，得到(1.54g，产率92.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：834.5(计算值为：834.1)；理论元素含量(％)C44H36Br2N8：C，63.17；H，4.34；N，13.39；实测元素含量(％)：C，63.11；H，4.30；N，13.45。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例21：化合物DCNQA-C5-PyBr的合成：
DCNQA-C5-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C5-Br作为原料(深绿色固体，产率92.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：862.7(计算值为：862.2)；理论元素含量(％)C46H40Br2N8：C，63.90；H，4.66；N，12.96；实测元素含量(％)：C，63.99；H，4.65；N，12.91。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例22：化合物DCNQA-C6-PyBr的合成：
DCNQA-C6-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率91.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：890.7(计算值为：890.2)；理论元素含量(％)C48H44Br2N8：C，64.58；H，4.97；N，12.55；实测元素含量(％)：C，64.50；H，4.95；N，12.66。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例23：化合物DCNQA-C7-PyBr的合成：
DCNQA-C7-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C7-Br作为原料(深绿色固体，产率93.1％)。质谱分析确定的分子离子质量为：918.7(计算值为：918.2)；理论元素含量(％)C50H48Br2N8：C，65.22；H，5.25；N，12.17；实测元素含量(％)：C，65.35；H，5.21；N，12.08。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例24：化合物DCNQA-C8-PyBr的合成：
DCNQA-C8-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C8-Br作为原料(深绿色固体，产率95.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：946.9(计算值为：946.3)；理论元素含量(％)C52H52Br2N8：C，65.82； H，5.52；N，11.81；实测元素含量(％)：C，65.88；H，5.50；N，11.80。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例25：化合物DCNQA-C9-PyBr的合成：
DCNQA-C9-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C9-Br作为原料(深绿色固体，产率94.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：974.9(计算值为：974.3)；理论元素含量(％)C54H56Br2N8：C，66.39；H，5.78；N，11.47；实测元素含量(％)：C，66.34；H，5.81；N，11.45。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例26：化合物DCNQA-C10-PyBr的合成：
DCNQA-C10-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C10-Br作为原料(深绿色固体，产率90.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1002.9(计算值为：1002.3)；理论元素含量(％)C56H60Br2N8：C，66.93；H，6.02；N，11.15；实测元素含量(％)：C，66.98；H，6.03；N，11.07。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例27：化合物DCNQA-C11-PyBr的合成：
DCNQA-C11-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C11-Br作为原料(深绿色固体，产率92.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1030.9(计算值为：1030.4)；理论元素含量(％)C58H64Br2N8：C，67.44；H，6.25；N，10.85；实测元素含量(％)：C，67.51；H，6.27；N，10.77。 上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例28：化合物DCNQA-C12-PyBr的合成：
DCNQA-C12-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C12-Br作为原料(深绿色固体，产率91.1％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1058.9(计算值为：1058.4)；理论元素含量(％)C60H68Br2N8：C，67.92；H，6.46；N，10.56；实测元素含量(％)：C，67.99；H，6.43；N，10.51。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例29：化合物DCNQA-C13-PyBr的合成：
DCNQA-C13-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C13-Br作为原料(深绿色固体，产率96.3％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1086.9(计算值为：1086.4)；理论元素含量(％)C62H72Br2N8：C，68.37；H，6.66；N，10.29；实测元素含量(％)：C，68.49；H，6.73；N，10.11。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例30：化合物DCNQA-C14-PyBr的合成：
DCNQA-C14-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用DCNQA-C14-Br作为原料(深绿色固体，产率93.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1115.1(计算值为：1114.5)；理论元素含量(％)C64H76Br2N8：C，68.81；H，6.86；N，10.03；实测元素含量(％)：C，68.87；H，6.84；N，10.08。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例31：化合物2FDCNQA-C4-PyBr的合成：
2FDCNQA-C4-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2FDCNQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率88.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：870.6(计算值为：870.1)；理论元素含量(％)C44H34Br2F2N8：C，60.56；H，3.93；N，12.84；实测元素含量(％)：C，60.66；H，3.96；N，12.70。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例32：化合物2FDCNQA-C6-PyBr的合成：
2FDCNQA-C6-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2FDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率88.3％)。质谱分析确定的分子离子质量为：926.6(计算值为：926.2)；理论元素含量(％)C48H42Br2F2N8：C，62.08；H，4.56；N，12.07；实测元素含量(％)：C，62.19；H，4.60；N，11.93。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例33：化合物2ClDCNQA-C4-PyBr的合成：
2ClDCNQA-C4-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2ClDCNQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率82.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：902.6(计算值为：902.1)；理论元素含量(％)C44H34Br2Cl2N8：C， 58.36；H，3.78；N，12.37；实测元素含量(％)：C，58.45；H，3.82；N，12.32。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例34：化合物2ClDCNQA-C6-PyBr的合成：
2ClDCNQA-C6-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2ClDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率85.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：958.6(计算值为：958.1)；理论元素含量(％)C48H42Br2Cl2N8：C，59.95；H，4.40；N，11.65；实测元素含量(％)：C，59.81；H，4.35；N，11.88。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例35：化合物2MeDCNQA-C4-PyBr的合成：
2MeDCNQA-C4-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2ClDCNQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率82.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：862.6(计算值为：862.2)；理论元素含量(％)C46H40Br2N8：C，63.90；H，4.66；N，12.96；实测元素含量(％)：C，63.78；H，4.58；N，13.15。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例36：化合物2MeDCNQA-C6-PyBr的合成：
2MeDCNQA-C6-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2MeDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率82.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：918.6(计算值为：918.2)；理论元素含量(％)C50H48Br2N8：C，65.22；H，5.25；N，12.17；实测元素含量(％)：C，65.36；H，5.26；N，12.22。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例37：化合物2PyDCNQA-C6-PyBr的合成：
2PyDCNQA-C6-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2PyDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率79.1％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1044.6(计算值为：1044.3)；理论元素含量(％)C58H50Br2N10：C，66.54；H，4.81；N，13.38；实测元素含量(％)：C，66.67；H，4.83；N，13.26。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例38：化合物2PhDCNQA-C6-PyBr的合成：
2PhDCNQA-C6-PyBr的合成与DCNQA-C4-PyBr方法完全一致，只是使用2PhDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率71.5％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1042.6(计算值为：1042.3)；理论元素含量(％)C60H52Br2N8：C，68.97；H，5.02；N，10.72；实测元素含量(％)：C，68.87；H，5.05；N，10.80。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例39：化合物DCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成：
将化合物DCNQA-C4-Br(1.35g，2.0mmol)，20mL 2mol/L三甲胺的四氢呋喃溶液放置于100mL双口瓶中，氮气氛围中加热回流4小时，冷却到室温，过滤，滤饼以100mL石油醚洗涤，烘干，得到深绿色固体(1.51g，产率95.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：794.9(计算值为：794.2)；理论元素含量(％)C40H44Br2N8：C,60.31；H,5.57；N,14.07；实测元素含量(％)：C，60.38；H，5.55；N，41.02。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例40：化合物DCNQA-C5-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C5-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C5-Br作为原料(深绿色固体，产率93.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：822.8(计算值为：822.2)；理论元素含量(％)C42H48Br2N8：C，61.17；H，5.87；N，13.59；实测元素含量(％)：C，61.10；H，5.82；N，13.66。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例41：化合物DCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率90.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：850.8(计算值为：850.3)；理论元素含量(％)C44H52Br2N8：C， 61.97；H，6.15；N，13.14；实测元素含量(％)：C，62.08；H，6.16；N，13.01。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例42：化合物DCNQA-C7-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C7-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率91.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：878.8(计算值为：878.3)；理论元素含量(％)C46H56Br2N8：C，62.73；H，6.41；N，12.72；实测元素含量(％)：C，62.88；H，6.45；N，12.63。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例43：化合物DCNQA-C8-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C8-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C8-Br作为原料(深绿色固体，产率91.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：906.9(计算值为：906.3)；理论元素含量(％)C48H60Br2N8：C，63.43；H，6.65；N，12.33；实测元素含量(％)：C，63.48；H，6.68；N，12.27。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例44：化合物DCNQA-C9-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C9-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C9-Br作为原料(深绿色固体，产率90.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：934.9(计算值为：934.4)；理论元素含量(％)C50H64Br2N8：C，64.10；H，6.89；N，11.96；实测元素含量(％)：C，64.01；H，6.83；N，12.13。 上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例45：化合物DCNQA-C10-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C10-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C10-Br作为原料(深绿色固体，产率92.6％)。质谱分析确定的分子离子质量为：962.9(计算值为：962.4)；理论元素含量(％)C52H68Br2N8：C，64.72；H，7.10；N，11.61；实测元素含量(％)：C，64.77；H，7.13；N；11.46。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例46：化合物DCNQA-C11-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C11-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C11-Br作为原料(深绿色固体，产率93.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：990.9(计算值为：990.4)；理论元素含量(％)C54H72Br2N8：C，65.31；H，7.31；N，11.28；实测元素含量(％)：C，65.43；H，7.33；N；11.10。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例47：化合物DCNQA-C12-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C12-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C12-Br作为原料(深绿色固体，产率93.7％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1018.9(计算值为：1018.5)；理论元素含量(％)C56H76Br2N8：C，65.87；H，7.50；N，10.97；实测元素含量(％)：C，65.78；H，7.57；N，10.93。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例48：化合物DCNQA-C13-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C13-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C13-Br作为原料(深绿色固体，产率93.7％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1046.9(计算值为：1046.5)；理论元素含量(％)C58H80Br2N8：C，66.40；H，7.69；N，10.68；实测元素含量(％)：C，66.25；H，7.62；N，10.75。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例49：化合物DCNQA-C14-N(CH3)3Br的合成：
DCNQA-C14-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用DCNQA-C14-Br作为原料(深绿色固体，产率95.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1074.9(计算值为：1074.5)；理论元素含量(％)C60H84Br2N8：C，66.90；H，7.86；N，10.40；实测元素含量(％)：C，66.99；H，7.88；N，9.95。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例50：化合物2FDCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成：
2FDCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2FDCNQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率85.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：830.8(计算值为：830.2)；理论元素含量(％)C40H42Br2F2N8：C，57.70；H，5.08；N，13.46；实测元素含量(％)：C，57.85；H，5.11；N，13.28。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例51：化合物2FDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成：
2FDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2FDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率82.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：886.8(计算值为：886.2)；理论元素含量(％)C44H50Br2F2N8：C，59.46；H，5.67；N，12.61；实测元素含量(％)：C，59.30；H，5.57；N，12.82。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例52：化合物2ClDCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成：
2ClDCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2ClDCNQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率90.8％)。质谱分析确定的分子离子质量为：862.4(计算值为：862.1)；理论元素含量(％)C40H42Br2Cl2N8：C，55.51；H，4.89；N，12.95；实测元素含量(％)：C，55.40；H，4.85；N，13.16。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例53：化合物2ClDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成：
2ClDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2ClDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率74.2％)。质谱分析确定的分子离子质量为：918.4(计算值为：918.2)；理论元素含量(％)C44H50Br2Cl2N8：C，57.34；H，5.47；N，12.16；实测元素含量(％)：C，57.40；H，5.40；N，12.10。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例54：化合物2MeDCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成：
2MeDCNQA-C4-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2MeDCNQA-C4-Br作为原料(深绿色固体，产率85.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：822.5(计算值为：822.2)；理论元素含量(％)C42H48Br2N8：C，61.17；H，5.87；N，13.59；实测元素含量(％)：C，61.10；H，5.80；N，13.70。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例55：化合物2MeDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成：
2MeDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2MeDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率88.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：878.8(计算值为：878.3)；理论元素含量(％)C46H56Br2N8：C，62.73；H，6.41；N，12.72；实测元素含量(％)：C，62.80；H，6.38；N，12.65。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例56：化合物2PyDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成：
2PyDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致， 只是使用2PyDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率81.0％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1004.8(计算值为：1004.3)；理论元素含量(％)C54H58Br2N10：C，64.41；H，5.81；N，13.91；实测元素含量(％)：C，64.57；H，5.83；N，13.70。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例57：化合物2PhDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成：
2PhDCNQA-C6-N(CH3)3Br的合成与DCNQA-C4-N(CH3)3Br方法完全一致，只是使用2PhDCNQA-C6-Br作为原料(深绿色固体，产率95.4％)。质谱分析确定的分子离子质量为：1002.8(计算值为：1002.3)；理论元素含量(％)C56H60Br2N8：C，66.93；H，6.02；N，11.15；实测元素含量(％)：C，66.99；H，6.08；N，11.01。上述分析结果表明，获得的产物为预计的产品。
实施例58：光伏器件1(对比器件)
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/Al]
在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT：PSS，厚度约为40nm；活性层PCDTBT:PC71BM，厚度约为90nm，蒸镀Al阴极，厚度约为100nm。在蒸镀过程中保持压力为5×10-4Pa。该器件开路电压为0.88V，短路电流密度为10.13mA cm-2，填充因子57.5％，经计算光电转化效率为5.13％。
实施例59：光伏器件2
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/DCNQA-C8-PyBr/Al]
在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT：PSS，厚度约为40nm；活性层PCDTBT:PC71BM，厚度约为90nm，阴极界面修饰层DCNQA-C8-PyBr(制备方法：利用旋涂仪器，把浓度为1.0mg mL-1的DCNQA-C8-PyBr甲醇溶液覆盖在活性层上，在3000r/min的转速下旋转1min)，厚度约为10nm，蒸镀Al阴极，厚度约为100nm。在蒸镀过程中保持压力为5×10- 4Pa。该器件开路电压为0.91V，短路电流密度为11.25mA cm-2，填充因子67.3％，经计算光电转化效率为6.89％。与光伏器件1比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C8-PyBr作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子 均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例60：光伏器件3
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/DCNQA-C10-PyBr/Al]
依照DCNQA-C8-PyBr的器件制备过程，步骤相同，用DCNQA-C10-PyBr代替DCNQA-C8-PyBr。该器件开路电压为0.91V，短路电流密度为11.10mA cm-2，填充因子67.2％，经计算光电转化效率为6.79％。与光伏器件1比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C10-PyBr作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例61：光伏器件4
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/DCNQA-C12-PyBr/Al]
依照DCNQA-C8-PyBr的器件制备过程，步骤相同，用DCNQA-C12-PyBr代替DCNQA-C8-PyBr。该器件开路电压为0.91V，短路电流密度为11.03mA cm-2，填充因子68.2％，经计算光电转化效率为6.84％。与光伏器件1比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C12-PyBr作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例62：光伏器件5
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/DCNQA-C4-N(CH3)3Br/Al]
依照DCNQA-C8-PyBr的器件制备过程，步骤相同，用DCNQA-C4-N(CH3)3Br代替DCNQA-C8-PyBr。该器件开路电压为0.90V，短路电流密度为11.05mA cm-2，填充因子68.0％，经计算光电转化效率为6.76％。与光伏器件1比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C4-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例63：光伏器件6
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/DCNQA-C6-N(CH3)3Br/Al]
依照DCNQA-C8-PyBr的器件制备过程，步骤相同，用DCNQA-C6-N(CH3)3Br代替DCNQA-C8-PyBr。该器件开路电压为0.90V，短路电流密度为11.20mA cm-2，填充因子68.2％，经计算光电转化效率为6.81％。与光伏器件1比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C6-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例64：光伏器件7
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PC71BM/DCNQA-C8-N(CH3)3Br/Al]
依照DCNQA-C8-PyBr的器件制备过程，步骤相同，用DCNQA-C8-N(CH3)3Br代替DCNQA-C8-PyBr。该器件开路电压为0.90V，短路电流密度为11.25mA cm-2，填充因子67.0％，经计算光电转化效率为6.78％。与光伏器件1比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C8-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例65：光伏器件8(对比器件)
器件结构：[ITO/PEDOT：PSS/P3HT：PC71BM/Al]
在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT：PSS，厚度约为40nm；活性层P3HT:PC61BM，厚度约为180nm；蒸镀Al阴极，厚度约为100nm。在蒸镀过程中保持压力为5×10-4Pa。该器件开路电压为0.51V，短路电流密度为9.01mA cm-2，填充因子51.1％，经计算光电转化效率为2.35％。
实施例66：光伏器件9
器件结构：[ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC71BM/DCNQA-C8-N(CH3)3Br/Al]
在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT：PSS，厚度约为40nm；活性层P3HT:PC61BM，厚度约为180nm，阴极界面修饰层DCNQA-C8-N(CH3)3Br(制备方法：利用旋涂仪器，把浓度为1.0mg mL-1的DCNQA-C8-N(CH3)3Br甲醇溶液在3000r/min的转速下旋转1min)，厚度约为10nm；蒸镀Al阴极，厚度约为100nm。在蒸镀过程中保持压力为5×10-4Pa。该器件开路电压为0.61V，短路电流密度为10.19mA cm-2，填充因子62.8％，经计算光电转化效率为3.89％。与光伏器件8比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C8-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。
实施例67：光伏器件10(对比器件)
器件结构：[ITO/PEDOT：PSS/PTB7：PC71BM/Al]
在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT：PSS，厚度约为40nm；活性层PTB7：PC71BM，厚度约为100nm；蒸镀Al阴极，厚度约为100nm。在蒸镀过程中保持压力为5×10-4Pa。该器件开路电压为0.67V，短路电流密度为14.48mA cm-2，填充因子54.1％，经计算光电转化效率为5.25％。
实施例68：光伏器件11
器件结构：[ITO/PEDOT：PSS/PTB7：PC71BM/DCNQA-C8-N(CH3)3Br/Al]
在镀有ITO阳极的玻璃基片上依次旋涂阳极修饰层PEDOT：PSS，厚度约 为40nm；活性层PTB7：PC71BM，厚度约为100nm，阴极界面修饰层DCNQA-C8-N(CH3)3Br(制备方法：利用旋涂仪器，把浓度为1.0mg mL-1的DCNQA-C8-N(CH3)3Br甲醇溶液在3000r/min的转速下旋转1min)，厚度约为10nm；蒸镀Al阴极，厚度约为100nm。在蒸镀过程中保持压力为5×10-4Pa。该器件开路电压为0.74V，短路电流密度为16.48mA cm-2，填充因子68.8％，经计算光电转化效率为8.34％。与光伏器件10比较，加入本发明中的化合物DCNQA-C8-N(CH3)3Br作为阴极界面修饰层后，开路电压、短路电流与填充因子均显著提升，光电转换效率提升明显。

Claims (3)

1.一种具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物阴极界面修饰材料，其结构式如下所示：
其中，n是4到14的整数，R1是N-吡啶盐或三甲基季铵盐，R2是H、F、Cl或碳原子数为1-4的烷基。
2.权利要求1所述的一种具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物阴极界面修饰材料在制备聚合物光伏电池中的应用。
3.如权利要求2所述一种具有醇/水溶解性的二氰乙烯基取代喹吖啶酮衍生物阴极界面修饰材料在制备聚合物光伏电池中的应用，其特征在于：用于制备光伏电池的阴极界面修饰层，该界面修饰层处于光伏电池的活性层和阴极之间。
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