CN106349252A - 基于并引达省并二噻吩的化合物及其应用 - Google Patents

基于并引达省并二噻吩的化合物及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于并引达省并二噻吩的化合物及其应用。具体而言，本发明涉及下式(I)所示的化合物，式中各基团如文中所述。本发明还涉及用于制备该式(I)的式(II)化合物，式(I)化合物的用途、制备方法，以及含有式(I)化合物的光敏活性层、太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和/或半透明有机太阳能电池板。本发明式(I)化合物具有优越的平面结构以及较低的重组能，导致该材料拥有很高的电荷传输性能，其出色的吸光性能以及成膜性使该材料具有很高的光电转化效率。

Description

基于并引达省并二噻吩的化合物及其应用
技术领域
本发明涉及有机太阳能电池领域，具体涉及基于并引达省并二噻吩的化合物及其应用。
背景技术
能源是人类发展的必须条件。随着化石能源的耗尽和污染问题一步步严重，可再生的绿色能源越来越成为能源发展中的重要一块。其中，太阳能作为近于无穷的绿色能源，具有十分广阔的发展前景。目前太阳能电池发展的瓶颈就是成本颇为高昂。传统的硅基光伏电池具有两个价格上的“不可降低”：1.主要其材料硅也是半导体工业的主要原材料，是所有半导体器件必须的，所以价格下降有限。2.制备工艺的费用不可降低。因为晶体硅和其替代品薄膜硅都需要用到高真空的分子沉积设备，这种数千万的仪器限制了硅基电池的价格。相比之下，有机光伏电池具有全溶液旋涂的特点，极大的降低了成本。另外，一个硅基电池通常材料厚度要到微米量级，而有机电池是纳米量级，在材料体积上相差一千余倍，也极大地降低了成本。而且其有机材料的多样性使得有机电池的设计更加多样化：柔性电池板，半透明的电池板。
有机光伏材料也是一种半导体二极管。当这些材料吸收了一个光子，就形成了激发态，并被局限在一个分子或一条聚合物的链，激发态可以被看作是在静电力作用结合的一个电子和空穴，也就是激发子，简称激子。在光伏电池中，激子在不同物质的异质结形成的有效场中成为自由的电子空穴对，有效场使电子从吸光体(也就是电子给体)的最低未占据轨道(LUMO)降到受体分子的LUMO上，而空穴由受体的最高占据轨道(HOMO)移动到给体材料的HOMO。然后激子解离后的电子空穴分别流向两个电极形成电流。这就是有机光伏电池的基本运作机理。
富勒烯衍生物是目前有机太阳能电池中最广泛使用、最成功的电子受体。然而，由于富勒烯受体价格昂贵、可见区吸收弱、能级调控难、易扩散聚集等缺点，严重制约有机高分子太阳能电池领域的发展。因此设计开发新型受体材料，提高受体材料的吸光效率，调节材料的HOMO/LUMO能级，可望能够大幅改善有机太阳能电池的光电转化效率。
发明内容
本发明第一方面提供具有通式(I)所示结构的化合物：
式中，
X1为O、S或Se；
X2为O、S或Se；
R1和R1’各自独立为C1-20烷基或C6-14芳基；
R2和R2’各自独立为H或C1-20烷基；和
R3和R4各自独立选自-CH＝R3’或-CH＝R4’，其中，R3’和R4’各自独立选自：
其中，上述R3’和R4’通过所示双键与-CH相连。
在一个具体实施例中，X1和X2都为S。
在一个具体实施例中，X1和X2都为Se。
在一个具体实施例中，每组R1和R1’中至少有一个是C6-14芳基。
在一个具体实施例中，各R1和R1’都是C6-14芳基。
在一个具体实施例中，各R2和R2’各自独立为C1-20烷基。
在一个具体实施例中，式(I)化合物为：
本发明第二方面涉及式(I)化合物的用途，即作为受体材料用于制备太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和/或半透明有机太阳能电池板。
本发明第三方面提供具有下式(II)结构的化合物：
X1为O、S或Se；
X2为O、S或Se；
R1和R1’各自独立为C1-20烷基或C6-14芳基；
R2和R2’各自独立为H或C1-20烷基；和
各R独立选自H或CHO。
在一个具体实施例中，X1和X2都为S。
在一个具体实施例中，X1和X2都为Se。
在一个具体实施例中，每组R1和R1’中至少有一个是C6-14芳基。
在一个具体实施例中，各R1和R1’都是C6-14芳基。
在一个具体实施例中，各R2和R2’各自独立为C1-20烷基。
在一个具体实施例中，式(II)化合物选自：
本发明还提供式(I)化合物的制备方法，该方法包括：使R为CHO的式(II)化合物在溶剂中与选自下式的化合物反应：
从而制备得到式(I)化合物。
在一个具体实施例中，反应在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、氯苯和邻二氯苯中的一种或多种有机溶剂中进行。
在一个具体实施例中，反应过程中滴加无水吡啶溶液。
在一个具体实施例中，将R为H的式(II)化合物加到溶剂(例如四氢呋喃中)，将混合物温度降至-60℃以下(例如-78℃)后，加入催化剂(例如正丁基锂)后反应0.5～1.5小时后，将混合溶液升温至室温，搅拌15～60分钟后，继续冷却至-60℃(例如-78℃)以下，向混合液中缓慢滴加无水DMF，升至室温搅拌3～8小时，从而制备得到R为CHO的式(II)化合物。
在一个具体实施例中，按如下步骤制备R为H的式(II)化合物：
(1)在反应溶剂(例如四氢呋喃)中加入下式(IIIA)和/或(IIIB)化合物，将所得混合物冷却到-60℃以下(例如-78℃)后，加入催化剂(如正丁基锂)，然后在该温度下搅拌30～90分钟：
式中，X为卤素，R2和R2’如前文所述；
(2)将溶解反应溶剂(例如四氢呋喃)中的下式(IV)化合物加到步骤(1)所得的混合液中，升温至室温，反应2～6小时：
式中，X1和X2如前文所述；
从而制备得到R为H的式(II)化合物。
本发明还提供一种光敏活性层，其包含式(I)化合物作为受体材料。
本发明还提供一种太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体或半透明有机太阳能电池板，其特征在于，所述太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和半透明有机太阳能电池板含有本发明所述的化合物。
本发明还提供一种聚合物太阳能电池，该太阳能电池含有本发明所述光敏活性层。
本发明设计的基于稠环类的有机太阳能电池受体材料在增加有效共轭长度的同时，降低了其重组能，提高了电荷迁移率。本发明的化合物不仅保证了较好的可见光吸收，还显著提升了电子迁移率。此外，为了保证良好的加工性能以及三维传输性能，优选地，本发明引入了八个苯基侧链，来保证其足够的溶解度。具体而言，本发明化合物具有出色的溶解性，可以很好的溶解在绝大多数有机溶剂中，例如：二氯甲烷，氯仿，四氢呋喃，氯苯，邻二氯苯等。因此，本发明的材料可以很好的应用于工业卷对卷生产，有效地降低电池自身的成本。此外，本发明化合物具有优越的平面结构以及较低的重组能，导致该材料拥有很高的电荷传输性能。其出色的吸光性能以及成膜性使该材料具有很高的光电转化效率。
与现有的富勒烯受体材料相比，本发明化合物具有可见光吸光强，成膜性好，能级易调节从而有效的提高了太阳能转化效率。其成品可以制成柔性太阳能电池板，用于大楼的百叶窗、卷帘、遮光帘、外壁以及汽车的车顶、发动机罩、车门、车窗等。因此，本发明化合物的应用领域包括有机太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和半透明有机太阳能电池等。
附图说明
图1显示IDT-IC，和IDTIDT-IC在氯仿溶液中的吸收谱图。
图2显示IDT-IC，和IDTIDT-IC在薄膜状态下的吸收谱图。
图3显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线。
图4显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线。
图5显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件不同转速的I-V曲线。
图6显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/PDINO/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线。
图7显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDT-IC(1:1.5，wt/wt)/PDINO/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线。
图8显示基于IDTIDT-IC与聚合物PTB-7Th的太阳能电池的形貌图(图中聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC的比例为1:1.5，wt/wt)。
图9显示基于IDT-IC与聚合物PTB-7Th的太阳能电池的形貌图(图中聚合物PTB-7Th/IDT-IC的比例为1:1.5，wt/wt)。
具体实施方式
除非另外指出，否则本发明不局限于特定的原料、试剂或者反应条件，而是可以变化。
本文所用术语“烷基”指直链或支链饱和烷基，其通常但并非必须含有1至30个碳原子，如甲基，正辛基，异辛基，十二烷基等。优选的“烷基”的碳链长度为1～20个碳原子，更优选2～12个碳原子，更优选4～8个碳原子。“烷基”在本文中也包括环烷基，尤其是C3-C8烷氧基，如环戊基、环己基等。
本文所使用术语“芳基”具有其通常含义，通常指C6-C14芳基，包括但不限于苯基、萘基等。
本发明提供具有通式(I)或(II)所示结构的化合物：
式(I)和(II)中，优选的X1为S或Se。优选的X2为S或Se。更优选的，X1和X2都为S或都为Se。
式(I)和(II)中，优选的，连接于同一碳原子的每组R1和R1’中至少有一个是C6-14芳基。更优选的，所有R1和R1’各自独立为C6-14芳基，例如苯基。
式(I)和(II)中，优选的R2和R2’各自独立为C1-20烷基，例如C4-16烷基，更优选C4-8烷基。
式(I)和(II)中，优选的，所有R1和R1’各自独立为C6-14芳基，且R2和R2’各自独立为C1-20烷基。
式(I)中，优选的，R3和R4各自独立选自-CH＝R3’或-CH＝R4’，其中，R3’和R4’各自独立选自：
其中，上述R3’和R4’通过所示双键与-CH相连。
式(I)的化合物可使用式(II)化合物制备获得。因此，本发明还提供式(I)化合物的制备方法，该方法包括：使R为CHO的式(II)化合物在溶剂中与选自下式的化合物反应：
从而制备得到式(I)化合物。
反应可在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、氯苯和邻二氯苯中的一种或多种有机溶剂中进行。反应过程中可滴加无水吡啶溶液。
在一个具体实施例中，将R为H的式(II)化合物加到溶剂(例如四氢呋喃中)，将混合物温度降至-60℃以下(例如-78℃)后，加入催化剂(例如正丁基锂)后反应0.5～1.5小时后，将混合溶液升温至室温，搅拌15～60分钟后，继续冷却至-60℃(例如-78℃)以下，向混合液中缓慢滴加无水DMF，升至室温搅拌3～8小时，从而制备得到R为CHO的式(II)化合物。
R为H的式(II)化合物可如下制备：
(1)在反应溶剂(例如四氢呋喃)中加入下式(IIIA)和/或(IIIB)化合物，将所得混合物冷却到-60℃以下(例如-78℃)后，加入催化剂(如正丁基锂)，然后在该温度下搅拌30～90分钟：
式中，X为卤素，R2和R2’如前文所述；
(2)将溶解反应溶剂(例如四氢呋喃)中的下式(IV)化合物加到步骤(1)所得的混合液中，升温至室温，反应2～6小时：
式中，X1和X2如前文所述；
从而制备得到R为H的式(II)化合物。
本发明还提供一种光敏活性层，其包含式(I)化合物作为受体材料。
本发明还提供一种太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体或半透明有机太阳能电池板，其特征在于，所述太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和半透明有机太阳能电池板含有本发明所述的化合物。
本发明还提供一种聚合物太阳能电池，该太阳能电池含有本发明所述光敏活性层。
本发明第二方面涉及式(I)化合物的用途，即作为受体材料用于制备太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和/或半透明有机太阳能电池板。
本发明设计的基于稠环类的有机太阳能电池受体材料在增加有效共轭长度的同时，降低了其重组能，提高了电荷迁移率。本发明的化合物不仅保证了较好的可见光吸收，还显著提升了电子迁移率。此外，为了保证良好的加工性能以及三维传输性能，优选地，本发明引入了八个苯基侧链，来保证其足够的溶解度。具体而言，本发明化合物具有出色的溶解性，可以很好的溶解在绝大多数有机溶剂中，例如：二氯甲烷，氯仿，四氢呋喃，氯苯，邻二氯苯等。因此，本发明的材料可以很好的应用于工业卷对卷生产，有效地降低电池自身的成本。此外，本发明化合物具有优越的平面结构以及较低的重组能，导致该材料拥有很高的电荷传输性能。其出色的吸光性能以及成膜性使该材料具有很高的光电转化效率。
与现有的富勒烯受体材料相比，本发明化合物具有可见光吸光强，成膜性好，能级易调节从而有效的提高了太阳能转化效率。其成品可以制成柔性太阳能电池板，用于大楼的百叶窗、卷帘、遮光帘、外壁以及汽车的车顶、发动机罩、车门、车窗等。因此，本发明化合物的应用领域包括有机太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和半透明有机太阳能电池等。
下面通过产品合成的具体实施案例对本发明作进一步的阐述，其目的不仅在于更好的理解本发明的内容，但本发明不受实施案例的限制。除非另有说明，否则实施例中所用的合成方法、试剂、条件等都是本领域常规的方法、试剂和条件；且实施例中测试各项参数的方法均为本领域常规的测试方法。
实施例1：基于并引达省并二噻吩的IDTIDT-IC的合成
1、IDTIDT的合成
在150mL的圆底烧瓶中，氩气保护下加入2-溴-4-己基苯(2mol)以及四氢呋喃(100mL)，将混合溶液冷却至-78摄氏度，然后缓慢向其中滴加正丁基锂溶液(2mol)。滴加完毕后，在-78摄氏度搅拌60分钟。然后，将反应物1(0.2mol)溶解在100mL四氢呋喃中缓慢滴加到混合溶液中，滴加结束后，混合溶液升至室温继续搅拌4小时。反应完毕后，用二氯甲烷萃取，水洗，用无水硫酸钠干燥，溶剂旋干，得到的粗产品溶解在200mL的乙酸溶液中，回流30分钟后，向其混合液中滴加1mL浓硫酸，回流12小时。将混合液冷却至室温后，抽滤得到黄色固体。用二氯甲烷萃取，水洗，用无水硫酸钠干燥，旋干溶剂得到粗产品，用硅胶柱层析分离提纯，得到淡黄色固体，产率65％。
1HNMR(400MHz，CDCl3，ppm):7.46(s，2H)，7.31(s，2H)，7.23(d，J＝4.0Hz，2H)，7.18(m，16H)，7.08(m，16H)，6.99(d，J＝4.0Hz，2H)，2.56(t，J＝8.0Hz，16H)，1.60-1.53(m，16H)，1.35-1.29(m，48H)，0.86(t，J＝4.0Hz，24H)。
13CNMR(125MHz，CDCl3，δ):155.9，153.7，152.9，146.7，142.8，141.8，141.3，140.5，135.7，135.2，128.4，128.3，128.1，128.0，127.8，127.5，123.1，117.1，62.9，62.7，35.6，31.7，31.4，31.2，29.3，29.2，22.6，14.2。
HRMS(MALDI)m/z：M+，C126H144S4，计算值1786.0184；实测值1785.0。
2、IDTIDT-CHO的合成
在250mL圆底烧瓶中，加入IDTIDT(0.1mol)及四氢呋喃100mL，将混合液温度降至-78摄氏度，向混合溶液中缓慢加入正丁基锂溶液(0.25mmol，2.5M)。在-78摄氏度下，搅拌1小时，接着，将混合溶液升至室温，继续搅拌30分钟。继续冷却至-78摄氏度，向混合液中缓慢滴加无水DMF(0.25mmol)，升至室温搅拌5小时。反应结束后将混合液倒入到去离子水中，用乙酸乙酯萃取，干燥，旋干溶剂，得到粗产品。得到的粗产品用硅胶柱层析分离提纯，得到红色固体，产率40％。
1HNMR(400MHz，CDCl3，ppm):9.79(s，2H)，7.63(s，2H)，7.58(s，2H)，7.35(s，2H)，7.18(m，16H)，7.09(m，16H)，6.99(d，J＝4.0Hz，2H)，2.55(t，J＝8.0Hz，16H)，1.60-1.53(m，16H)，1.35-1.29(m，48H)，0.86(t，J＝4.0Hz，24H)。
13CNMR(125MHz，CDCl3，δ):182.3，155.6，154.6，153.3，147.5，144.9，142.5，141.6，141.5，140.4，139.4，137.4，128.6，128.1，127.8，127.5，127.1，124.8，62.5，62.3，35.1，31.2，30.9，30.7，28.6，22.1，13.7。
HRMS(MALDI)m/z:M+，C128H144O2S4，计算值1842.0083；实测值1842.0。
3、IDTIDT-IC的合成
在100mL圆底烧瓶中，将IDTIDT-CHO(0.1mol)，1，1-二氰亚甲基-3-茚酮(0.5mol)溶解在50mL氯仿溶液中，再向溶液中缓慢滴加1mL无水吡啶溶液。将反应液在氮气氛围下鼓泡30分钟，加热回流12小时。待反应液冷却后，倒入500mL甲醇溶液中沉淀，抽滤得到绿色固体。得到的粗产品用硅胶柱层析分离提纯，得到墨绿色固体，产率80％。
1H NMR(400MHz,CDCl3,δ):8.87(s,2H),8.68(d,J＝8.0Hz,2H),7.90(d,J＝8.0Hz,2H),7.67(m,8H),7.37(s,2H),7.14(m,32H),2.56(t,J＝8.0Hz,16H),1.60-1.53(m,16H),1.35-1.29(m,48H),0.86(t,J＝4.0Hz,24H)。
13C NMR(125MHz,CDCl3,δ):188.5,160.8,160.5,157.2,156.5,154.2,148.7,147.1,143.7,142.2,142.1,140.6,139.7,139.6,138.5,137.3,136.9,135.0,134.3,133.8,128.7,128.0,127.7,125.2,124.5,124.0,123.6,121.3,119.5,119.1,117.3,114.8,68.4,63.1,62.9,35.6,31.7,31.5,31.3,31.2,30.2,29.7,29.1,22.6,14.1。
HRMS(MALDI)m/z:M+，C152H152N4O2S4，计算值2194.0832，理论值2193.334。
实施例2：IDTIDT-IC的溶解性
将实施例1的IDTIDT-IC置于常见的几种有机溶剂中，如氯苯、二氯苯、氯仿、甲苯、三氯苯、甲醇等。发现该材料在氯化溶剂中具有良好的溶解性，但在甲醇中不可溶。
将IDTIDT-IC二氯苯溶液旋涂在玻璃片上，可制得高品质的薄膜。
IDTIDT-IC在氯仿溶液和薄膜下测定的吸收光谱分别示于图1和图2。
实施例3：高效太阳能电池
采用PTB7-Th为给体材料，IDTIDT-IC为受体材料，按照ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al制作成太阳能电池，测试其Jsc(mA/cm2)、Voc(V)、FF(％)和PCE(％)，结果参见表1。
表1：基于PTB7-Th为给体材料，IDTIDT-IC为受体材料的太阳能电池性能表
实施例4
采用PTB7-Th为给体材料，IDTIDT-IC或IDT-IC为受体材料，按照ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC或IDT-OC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al制作成太阳能电池，并测试其I-V曲线。
图3显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线；图4显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线；图5显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件不同转速的I-V曲线。
采用相同方法制备具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/PDINO/Ca/Al或ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDT-IC(1:1.5，wt/wt)/PDINO/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件，并测试其I-V曲线。
图6显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC(1:1.5，wt/wt)/PDINO/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线；图7显示具有结构ITO/PEDOT:PSS/聚合物PTB-7Th/IDT-IC(1:1.5，wt/wt)/PDINO/Ca/Al的聚合物太阳能电池器件的I-V曲线。
还测试了基于IDTIDT-IC与聚合物PTB-7Th的太阳能电池以及基于IDT-IC与聚合物PTB-7Th的太阳能电池的形貌图，结果分别显示在图8和图9中。其中，图8显示基于IDTIDT-IC与聚合物PTB-7Th的太阳能电池的形貌图(图中聚合物PTB-7Th/IDTIDT-IC的比例为：1:1.5，wt/wt)；图9显示基于IDT-IC与聚合物PTB-7Th的太阳能电池的形貌图(图中聚合物PTB-7Th/IDT-IC的比例为：1:1.5，wt/wt)。
实施例5：基于并引达省并二噻吩的IDTIDT-RD的合成
在100mL圆底烧瓶中，将IDTIDT-CHO(0.15mol)，1，1-二氰亚甲基-3-茚酮(0.9mol)溶解在50mL氯仿溶液中，再向溶液中缓慢滴加1mL无水吡啶溶液。将反应液在氮气氛围下鼓泡30分钟，加热回流12小时。待反应液冷却后，倒入500mL甲醇溶液中沉淀，抽滤得到绿色固体。得到的粗产品用硅胶柱层析分离提纯，得到墨绿色固体，产率87％。
1HNMR(400MHz，CDCl3，δ):8.63(s，2H)，7.72(s，4H)，7.37(s，2H)，7.12(m，16H)，7.07(m，16H)，4.62(m，4H)，2.56(t，J＝8.0Hz，16H)，1.60-1.53(m，16H)，1.35-1.29(m，48H)，0.86(mz，30H)。
HRMS(MALDI)m/z:M+，C144H154N6O2S6，计算值2192.0491；实测值2192.1。
实施例6：基于并引达省并二噻吩的IDTIDSe-IC的合成
在150mL的圆底烧瓶中，氩气保护下加入2-溴-4-己基苯(2.5mol)以及四氢呋喃(100mL)，将混合溶液冷却至-78摄氏度，然后缓慢向其中滴加正丁基锂溶液(2.5mol)。滴加完毕后，在-78摄氏度搅拌60分钟。然后，将反应物1(0.25mol)溶解在100mL四氢呋喃中缓慢滴加到混合溶液中，滴加结束后，混合溶液升至室温继续搅拌4小时。反应完毕后，用二氯甲烷萃取，水洗，用无水硫酸钠干燥，溶剂旋干，得到的粗产品溶解在200mL的乙酸溶液中，回流30分钟后，向其混合液中滴加1mL浓硫酸，回流12小时。将混合液冷却至室温后，抽滤得到黄色固体。用二氯甲烷萃取，水洗，用无水硫酸钠干燥，旋干溶剂得到粗产品，用硅胶柱层析分离提纯，得到淡黄色固体，产率72％。
1HNMR(400MHz，CDCl3，ppm):7.87(d，J＝8.0Hz，2H)，7.43(s，2H)，7.30(s，2H)，7.19(m，18H)，7.09(m，16H)，2.56(t，J＝8.0Hz，16H)，1.60-1.53(m，16H)，1.35-1.29(m，48H)，0.86(t，J＝4.0Hz，24H)。
HRMS(MALDI)m/z:M+，C126H134S2Se2，计算值1871.8291；实测值1871.8。
在250mL圆底烧瓶中，加入IDTIDSe(0.25mol)及四氢呋喃100mL，将混合液温度降至-78摄氏度，向混合溶液中缓慢加入正丁基锂溶液(0.7mmol，2.5M)。在-78摄氏度下，搅拌1小时，接着，将混合溶液升至室温，继续搅拌30分钟。继续冷却至-78摄氏度，向混合液中缓慢滴加无水DMF(0.7mmol)，升至室温搅拌5小时。反应结束后将混合液倒入到去离子水中，用乙酸乙酯萃取，干燥，旋干溶剂，得到粗产品。得到的粗产品用硅胶柱层析分离提纯，得到红色固体，产率51％。
1HNMR(400MHz，CDCl3，ppm):9.65(s，2H)，7.84(s，2H)，7.54(s，2H)，7.32(s，2H)，7.15(m，18H)，7.09(m，16H)，2.55(t，J＝8.0Hz，16H)，1.60-1.53(m，16H)，1.35-1.29(m，48H)，0.86(t，J＝4.0Hz，24H)。
HRMS(MALDI)m/z:M+，C128H144O2S2Se2，计算值1937.8972；实测值1937.9。
在100mL圆底烧瓶中，将IDTIDT-CHO(0.1mol)，1，1-二氰亚甲基-3-茚酮(0.5mol)溶解在50mL氯仿溶液中，再向溶液中缓慢滴加1mL无水吡啶溶液。将反应液在氮气氛围下鼓泡30分钟，加热回流12小时。待反应液冷却后，倒入500mL甲醇溶液中沉淀，抽滤得到绿色固体。得到的粗产品用硅胶柱层析分离提纯，得到墨绿色固体，产率80％。
1HNMR(400MHz，CDCl3，δ):8.95(s，2H)，8.66(d，J＝4.0Hz，2H)，7.88(m，4H)，7.73(m，6H)，7.37(s，2H)，7.15(m，32H)，2.56(t，J＝8.0Hz，16H)，1.60-1.53(m，16H)，1.35-1.29(m，48H)，0.86(t，J＝4.0Hz，24H)。
HRMS(MALDI)m/z:M+，C152H152N4O2S2Se2，计算值2289.9721；实测值2290.0。

Claims (10)

1.具有下式(I)所示结构的化合物：
式中，
X1为O、S或Se；
X2为O、S或Se；
R1和R1’各自独立为C1-20烷基或C6-14芳基；
R2和R2’各自独立为H或C1-20烷基；和
R3和R4各自独立选自-CH＝R3’或-CH＝R4’，其中，R3’和R4’各自独立选自：
其中，上述R3’和R4’通过所示双键与-CH相连。
2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，
X1和X2都为S；
每组R1和R1’中至少有一个是C6-14芳基；
各R2和R2’各自独立为C1-20烷基；和/或
各R3’和R4’独立为：
3.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述式(I)化合物为：
4.权利要求1－3中任一项所述的式(I)化合物作为受体材料在制备太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和/或半透明有机太阳能电池板中的用途。
5.具有下式(II)结构的化合物：
其中，X1为O、S或Se；
X2为O、S或Se；
R1和R1’各自独立为C1-20烷基或C6-14芳基；
R2和R2’各自独立为H或C1-20烷基；和
各R独立选自H或CHO。
6.如权利要求5所述的化合物，其特征在于，
X1和X2都为S；
每组R1和R1’中至少有一个是C6-14芳基；和/或
各R2和R2’各自独立为C1-20烷基。
7.如权利要求5所述的化合物，其特征在于，所述式(II)化合物选自：
8.权利要求1所述式(I)化合物的制备方法，其特征在于，该方法包括：使R为CHO的式(II)化合物在溶剂中与选自下式的化合物反应：
从而制备得到式(I)化合物。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
反应在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、氯苯和邻二氯苯中的一种或多种有机溶剂中进行；
反应过程中滴加无水吡啶溶液；
所述方法还包括：将R为H的式(II)化合物加到溶剂，将混合物温度降至-60℃以下后，加入催化剂后反应0.5～1.5小时后，将混合溶液升温至室温，搅拌15～60分钟后，继续冷却至-60℃(例如-78℃)以下，向混合液中缓慢滴加无水DMF，升至室温搅拌3～8小时，从而制备得到R为CHO的式(II)化合物；和/或
按如下步骤制备R为H的式(II)化合物：
(1)在反应溶剂中加入下式(IIIA)和/或(IIIB)化合物，将所得混合物冷却到-60℃以下后，加入催化剂，然后在该温度下搅拌30～90分钟：
式中，X为卤素，R2和R2’如权利要求1所述；
(2)将溶解反应溶剂中的下式(IV)化合物加到步骤(1)所得的混合液中，升温至室温，反应2～6小时：
式中，X1和X2如权利要求1所述；
从而制备得到R为H的式(II)化合物。
10.一种光敏活性层、太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体或半透明有机太阳能电池板，其特征在于，所述光敏活性层、太阳能电池板、有机电致发光屏、有机半导体和半透明有机太阳能电池板含有权利要求1－3中任一项所述的化合物。
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