CN107466295B

CN107466295B - 化合物和包含其的有机太阳能电池

Info

Publication number: CN107466295B
Application number: CN201680021330.6A
Authority: CN
Inventors: 林潽圭; 李载澈; 李志永; 金研迅
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: KR20160128227A; EP3290422B1; EP3290422A4; EP3290422A2; KR101863435B1; US10439153B2; US20180069184A1; CN107466295A

Abstract

本发明提供了由所示化学式表示的化合物和包含其的有机太阳能电池。在所述化学式中，Push是结构之一，Linker1和Linker2是彼此相同或不同的二价连接体，Pull1和Pull2是彼此相同或不同的电子受体结构。

Description

化合物和包含其的有机太阳能电池

技术领域

本申请要求于2015年4月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0059860号和于2016年4月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0049483号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本申请涉及化合物和包含其的有机太阳能电池。

背景技术

有机太阳能电池是能够通过应用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件。根据形成薄膜的材料，太阳能电池分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。典型的太阳能电池通过掺杂晶体硅(Si)(无机半导体)利用p-n结来制造。通过光吸收而产生的电子和空穴向p-n结点扩散，通过电场加速，并向电极迁移。该过程的功率转换效率定义为输出到外电路的功率与输入太阳能电池的太阳能功率之比，并且当在目前标准化的虚拟太阳照射条件下测量时，该比率已达到24％。然而，现有的无机太阳能电池在经济可行性以及材料供应方面已受到限制，因此容易加工、廉价且具有多种功能的有机材料半导体太阳能电池作为长期替代能源已受到高度青睐。

对于太阳能电池而言，重要的是提高效率，使得由太阳能输出尽可能多的电能。为了提高这种太阳能电池的效率，在半导体内生成尽可能多的激子是重要的，然而，将所生成的电荷带出到外部而不损失同样重要。电荷损失的原因之一是所生成的电子和空穴由于复合而损耗。已经提出了多种方法用于将所生成的电子或空穴递送至电极而不损失，然而，大多数方法都需要额外的过程，并因此可使制造成本增加。

发明内容

技术问题

本说明书旨在提供化合物和包含其的有机太阳能电池。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供了由以下化学式1表示的化合物。

[化学式1]

[Pull1]_p1——[Linker1]_m1——[Push]n₁——[Linker2]_m2——[Pull2]_p2

在化学式1中，

n1为1至3的整数，

m1、m2、p1和p2各自为0至3的整数，

当n1、m1、m2、p1和p2为2或更大时，两个或更多个方括号中的结构彼此相同或不同，

当p1为0时，氢或烃与在末端的Linker1而不是Pull1键合，

当p2为0时，氢或烃与在末端的Linker2而不是Pull2键合，

Push为以下结构中的任一者，

在所述结构中，

X1至X4彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，

R、R’、R1至R8、A3和A4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，或者R5和R6、或者A3和A4由以下化学式2表示，

A1和A2彼此相同或不同，并且各自独立地由以下化学式2表示，

[化学式2]

在化学式2中，

r1为0至3的整数，

当r1为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，

是与化学式1键合的位点，

Linker1和Linker2彼此相同或不同，并且为二价连接体，以及

Pull1和Pull2彼此相同或不同，并且为受电子结构。

本说明书的另一个实施方案提供了有机太阳能电池，其包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间且包括光活性层的一个或更多个有机材料层，其中所述有机材料层的一个或更多个层包含上述化合物。

有益效果

根据本说明书的一个实施方案的化合物包含具有供电子特性的Push结构和具有受电子特性的Pull结构。此外，所述化合物包含连接Push和Pull且具有优异平面性的连接体，由于形成的激子可以在分子内快速迁移而能够使激子极化最大化，并且能够具有低的带隙特性。

此外，根据本说明书的一个实施方案的化合物在化学式1的Push中包含化学式2的结构(大侧链)，提高了溶解度和黏度，并且可以通过减少化合物之间的相互作用来抑制聚集。因此，当使用包含化学式2的化学式1作为供体与受体材料形成本体异质结膜时，所述化合物能够抑制供体尺寸增加。

此外，根据本说明书的一个实施方案的化合物在Push中包含化学式2的结构，并且可以为化合物提供弹性。

因此，所述化合物可用作有机太阳能电池的有机材料层的材料，并且包含所述化合物的有机太阳能电池能够在增加开路电压和短路电流、增加效率等方面表现出优异的特性。

根据本说明书的一个实施方案的化合物可以在有机太阳能电池中单独使用或者作为与其他材料的混合物来使用，并且可以预期通过诸如热稳定性等的化合物的特性来引起效率提高、器件寿命提高。

附图说明

图1是示出根据本说明书的一个实施方案的有机太阳能电池的图。

图2是示出化合物1-b的MS谱的图。

图3是示出化合物1-b的NMR谱的图。

图4是示出化合物A的MS谱的图。

图5是示出化合物A的NMR谱的图。

图6是示出化合物2-b的MS谱的图。

图7是示出化合物A-1的MS谱的图。

图8是示出化合物A-1的NMR谱的图。

图9是示出化合物A-2的MS谱的图。

图10是示出化合物A-2的NMR谱的图。

图11是示出化合物A-3的MS谱的图。

图12是示出化合物A-3的NMR谱的图。

图13是示出化合物1的MS谱的图。

图14是示出化合物2的MS谱的图。

图15是示出化合物2的NMR谱的图。

图16是示出化合物2的紫外-可见吸收谱的图。

图17是示出根据测试例1的有机太阳能电池的根据电压的电流密度的图。

图18是示出化合物2的根据电势的电流的图。

101：基底

102：第一电极

103：空穴传输层

104：光活性层

105：第二电极

具体实施方式

下文中，将详细描述本说明书。

本说明书的一个实施方案提供了由化学式1表示的化合物。

在本说明书中，某个部分“包含”某些成分的描述意指还可以包含其他成分，并且除非特别作出相反的说明，否则不排除其他成分。

在本说明书中，一个构件被布置在另一构件“上”的描述，不仅包括使一个构件与另一构件相邻的情况，而且包括又一构件存在于这两个构件之间的情况。

在本说明书中，“相邻”基团可意指对与相应取代基取代的原子直接连接的原子进行取代的取代基、位于空间上最接近相应取代基的取代基、或对取代有相应取代基的原子进行取代的另一取代基。例如，在苯环的邻位上取代的两个取代基和在脂族环中取代同一碳的两个取代基可以解释为彼此“相邻”的基团。

以下描述本说明书中的取代基的实例，然而，取代基不限于此。

术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变为另一取代基，并且取代的位置没有限制，只要其为氢原子被取代的位置(即，取代基可以进行取代的位置)即可，并且当两个或更多个取代基取代时，这两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。

在本说明书中，术语“经取代或未经取代的”意指经选自以下的一个、两个或更多个取代基取代：氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羰基、酯基、羟基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烯基、甲硅烷基、硼基、胺基、芳基膦基、氧化膦基团、芳基、和杂环基，或者经以上例示的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代；或者不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基连接的取代基”可包括联苯基。换言之，联苯基可以是芳基，或者可解释为两个苯基连接的取代基。

在本说明书中，

意指与其他取代基键合的位点或键合位点。

在本说明书中，卤素基团可包括氟、氯、溴或碘。

在本说明书中，酰亚胺基的碳原子数没有特别限制，但是优选为1至30。具体地，可包括具有如下结构的化合物，然而，酰亚胺基不限于此。

在本说明书中，在酰胺基中，酰胺基的氮原子可以被氢，具有1至30个碳原子的线性、支化或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，可包括具有以下结构式的化合物，然而，酰胺基不限于此。

在本说明书中，羰基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。具体地，可包括具有如下结构的化合物，然而，羰基不限于此。

在本说明书中，在酯基中，酯基的氧可以被具有1至25个碳原子的线性、支化或环状烷基或者具有6至30个碳原子的芳基取代。具体地，可包括具有以下结构式的化合物，然而，酯基不限于此。

在本说明书中，烷基可为线性或支化的，并且碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。其具体实例可包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3，3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2，2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1，1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。

在本说明书中，环烷基没有特别限制，但优选具有3至30个碳原子，并且其具体实例可包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2，3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2，3-二甲基环己基、3，4，5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。

在本说明书中，烷氧基可为线性、支化或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制，但是优选为1至30。其具体实例可包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、异丙基氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3，3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等，但不限于此。

在本说明书中，胺基可选自：-NH₂、烷基胺基、N-芳基烷基胺基、芳基胺基、N-芳基杂芳基胺基、N-烷基杂芳基胺基和杂芳基胺基，尽管其碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。胺基的具体实例可包括甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、N-苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、N-苯基甲苯基胺基、三苯基胺基等，但不限于此。

在本说明书中，N-烷基芳基胺基意指其中胺基的N经烷基和芳基取代的胺基。

在本说明书中，N-芳基杂芳基胺基意指其中胺基的N经芳基和杂芳基取代的胺基。

在本说明书中，N-烷基杂芳基胺基意指其中胺基的N经烷基和杂芳基胺基取代的胺基。

在本说明书中，烷基胺基、N-芳基烷基胺基、烷基硫基、烷基磺酰基和N-烷基杂芳基胺基中的烷基与上述烷基的实例相同。烷基硫基的具体实例可包括甲基硫基、乙基硫基、叔丁基硫基、己基硫基、辛基硫基等，并且烷基磺酰基的具体实例可包括甲磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基等，然而，所述实例不限于此。

在本说明书中，烯基可以是线性或支化的，尽管其碳原子数没有特别限制，但优选为2至30。其具体实例可包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1，3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2，2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2，2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等，但不限于此。

在本说明书中，甲硅烷基的具体实例可包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等，但不限于此。

在本说明书中，硼基可以是-BR₁₀₀R₁₀₁，R₁₀₀和R₁₀₁彼此相同或不同，并且可各自独立地选自：氢、氘、卤素、腈基、经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的单环或多环环烷基、经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的线性或支化烷基、经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的单环或多环芳基、和经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的单环或多环杂芳基。

在本说明书中，氧化膦基团的具体实例可包括二苯基氧化膦基团、二萘基氧化膦基团等，但不限于此。

在本说明书中，芳基可以是单环或多环的。

当芳基为单环芳基时，碳原子数没有特别限制，但优选为6至30。单环芳基的具体实例可包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。

当芳基为多环芳基时，碳原子数没有特别限制，但优选为10至30。多环芳基的具体实例可包括萘基、蒽基、菲基、三苯基、芘基、苝基、

基、芴基等，但不限于此。

在本说明书中，芴基可被取代，并且相邻取代基可以彼此键合形成环。

当芴基被取代时，可包括

等。然而，结构不限于此。

在本说明书中，芳氧基、芳基硫基、芳基磺酰基、N-芳基烷基胺基、N-芳基杂芳基胺基和芳基膦基中的芳基与上述芳基的实例相同。芳氧基的具体实例可包括苯氧基、对甲苯氧基、间甲苯氧基、3，5-二甲基-苯氧基、2，4，6-三甲基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-联苯氧基、4-联苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-甲基-1-萘氧基、5-甲基-2-萘氧基、1-蒽氧基、2-蒽氧基、9-蒽氧基、1-菲氧基、3-菲氧基、9-菲氧基等，芳基硫基的具体实例可包括苯基硫基、2-甲基苯基硫基、4-叔丁基苯基硫基等，并且芳基磺酰基的具体实例可包括苯磺酰基、对甲苯磺酰基等，然而，所述实例不限于此。

在本说明书中，芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单芳基胺基、经取代或未经取代的二芳基胺基、或者经取代或未经取代的三芳基胺基。芳基胺基中的芳基可以是单环芳基或多环芳基。包含两个或更多个芳基的芳基胺基可包含单环芳基、多环芳基、或者单环芳基和多环芳基二者。例如，芳基胺基中的芳基可选自上述芳基的实例。

在本说明书中，杂芳基是包含一个或更多个不为碳的原子(即，杂原子)的基团，并且具体地，杂原子可包括选自O、N、Se和S等的一个或更多个原子。碳原子数没有特别限制，但优选为2至30，并且杂芳基可以是单环或多环的。杂环基的实例可包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、

唑基、

二唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并

唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、噻唑基、异

唑基、

二唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。

在本说明书中，杂芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单杂芳基胺基、经取代或未经取代的二杂芳基胺基、或者经取代或未经取代的三杂芳基胺基。包含两个或更多个杂芳基的杂芳基胺基可包含单环杂芳基、多环杂芳基、或者单环杂芳基和多环杂芳基二者。例如，杂芳基胺基中的杂芳基可选自上述杂芳基的实例。

在本说明书中，N-芳基杂芳基胺基和N-烷基杂芳基胺基中的杂芳基的实例与上述杂芳基的实例相同。

在本说明书中，杂环基可以是单环或多环的，可以是芳族环、脂族环、或芳族环和脂族环的稠环，并且可选自杂芳基的实例。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Push在杂环化合物中具有氧化性。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Pull1和Pull2在杂环化合物中具有还原性。

根据本说明书的一个实施方案，当使用循环伏安法(CV)测量Push、Pull1和Pull2时，与Pull1和Pull2相比，Push相对地具有氧化性；而与Push相比，Pull1和Pull2相对地具有还原性。

然而，在本说明书中，氧化性和还原性是相对的，尽管Push具有氧化性，但其也可具有还原性；尽管Pull1和Pull2具有还原性，但其也可具有氧化性。

在根据本说明书的一个实施方案的化合物中，Push相对地起到电子供体的作用，而Pull1和Pull2相对地起到电子受体的作用。

在这种情况下，处于最低未占分子轨道(LUMO)状态的电子相对地位于Pull1和Pull2中。因此，在Push与Pull1和Pull2之间存在极化。

在本说明书中，可以通过在Push与Pull1和Pull2之间引入Linker1和Linker2并且使电子在化合物中向Pull1和Pull2移动来使电子定位最大化，Linker1和Linker2具有相对优异的平面性并且具有共轭结构。在这种情况下，形成的激子可在分子中快速移动，并且可使激子的极化最大化，从而可获得低带隙特性。

在本说明书中，能级意指能量的大小。因此，即使以从真空能级的负(-)方向表示能级，能级也应理解为意指对应的能量值的绝对值。例如，HOMO能级意指真空能级与最高占据分子轨道的距离。此外，LUMO能级意指真空能级与最低未占分子轨道的距离。

此外，根据本说明书的一个实施方案的化合物在Push中包含由以下化学式2表示的结构(大侧链)，因此可提高溶解度和黏度。

此外，根据本说明书的一个实施方案的化合物在化学式1的Push中包含以下化学式2的结构(大侧链)，并且可以通过减少器件中的电子供体材料的骨架与骨架之间的相互作用来抑制聚集。因此，当使用包含以下化学式2的化学式1作为供体与受体材料形成本体异质结膜时，所述化合物可抑制供体尺寸增加。

此外，根据本说明书的一个实施方案的化合物在Push中包含以下化学式2的结构，因此，可为化合物提供弹性。在这种情况下，该化合物可以用作柔性器件的材料。

因此，在包括含有根据本说明书的一个实施方案的化合物的有机太阳能电池的装置中，可以预期高电流和高效率。

根据本说明书的一个实施方案，Push包含选自以下的一者、两者或更多者：经取代或未经取代的亚芳基；以及经取代或未经取代的包含N、O、S、Si和Ge中的一者或更多者的二价杂环基。

根据本说明书的一个实施方案，Push包含选自以下的一者、两者或更多者：经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的亚芳基；以及经取代或未经取代的具有2至30个碳原子且包含N、O、S、Si和Ge中的一者或更多者的二价杂环基。

根据本说明书的一个实施方案，Push为以下结构中的任一者。

在所述结构中，

[化学式2]

在化学式2中，

r1为0至3的整数，

Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，以及

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式2中，Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的线性或支化烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的线性或支化烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的线性或支化烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z1至Z5彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的正己基。

根据本说明书的一个实施方案，Z1为正己基。

根据本说明书的一个实施方案，Z2为正己基。

根据本说明书的一个实施方案，Z3为正己基.

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Linker1和Linker2彼此相同或不同，并且各自独立地包含选自以下的一个、两个或更多个基团：经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的亚芳基；以及经取代或未经取代的具有2至30个碳原子且包含N、O、S、Si和Ge中的一者或更多者的二价杂环基。

根据本说明书的一个实施方案，Linker1和Linker2彼此相同或不同，并且各自独立地为以下结构中的任一者。

在所述结构中，

t1、t2和s1各自为1至3的整数，

当t1、t2和s1各自为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同。

X10至X22彼此相同或不同，并且各自独立地为CR_aR_b、NR_a、O、SiR_aR_b、PR_a、S、GeR_aR_b、Se或Te，

Y1和Y2彼此相同或不同，并且各自独立地为CR”、N、SiR”、P或GeR”，

R_a、R_b、R”和R100至R114彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，以及

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Pull1和Pull2彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的烯基。

Pull1和Pull2彼此相同或不同，并且各自独立地为以下结构中的任一者。

在所述结构中，

b为1至7的整数，

c为1至4的整数，

当b和c各自为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

R200至R205彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，以及

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1可由以下化学式1-1至1-3中的任一者表示。

[化学式1-1]

[Linker1]_m3——[Pusn]_n2——[Linker2]_m4

[化学式1-2]

[Pull1]_p3——[Push]_n3——[Pull2]_p4

[化学式1-3]

[Pull1]_p5——[Linker1]_m5——[Push]n₄——[Linker2]_m6——[Pull2]_p6

在化学式1-1至1-3中，

n2至n4、m3至m6和p3至p6各自为1至3的整数，

当n2至n4、m3至m6和p3至p6各自为2或更大时，两个或更多个方括号中的结构彼此相同或不同，

Push、Linker1、Linker2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义，以及

氢键合在Linker1和Linker2的末端，

根据本说明书的一个实施方案，化学式1可由以下化学式1-4至1-6中的任一者表示。

[化学式1-4]

[化学式1-5]

[化学式1-6]

在化学式1-4至1-6中，

m1、m2、p1、p2、Linker1、Linker2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义，

R、R’、R1至R8、A3和A4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，

r11、r21、r31和r41各自为0至3的整数，

当r11、r21、r31和r41为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，以及

Z11至Z15、Z21至Z25、Z31至Z35和Z41至Z45彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Linker1为

以及

在所述结构中，

s1为1至3的整数，

当s1为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

X21和X22彼此相同或不同，并且各自独立地为CR_aR_b、NR_a、O、SiR_aR_b、PR_a、S、GeR_aR_b、Se或Te，

R_a、R_b、R”和R111至R114彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，以及

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，Linker2为

以及

在所述结构中，

s1为1至3的整数，

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-7至1-9中的任一者表示。

[化学式1-7]

[化学式1-8]

[化学式1-9]

在化学式1-7至1-9中，

p1、p2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义，

r11、r21、r31和r41各自为0至3的整数，

当r11、r21、r31和r41为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

Z11至Z15、Z21至Z25、Z31至Z35和Z41至Z45彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，

s11和s21各自为1至3的整数，

当s11和s21各自为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

X31、X32、X41和X42彼此相同或不同，并且各自独立地为CR_aR_b、NR_a、O、SiR_aR_b、PR_a、S、GeR_aR_b、Se或Te。

Y11、Y12、Y21和Y22彼此相同或不同，并且各自独立地为CR”、N、SiR”、P或GeR”，以及

R_a、R_b、R”、R211至R214和R311至R314彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Linker1为

在所述结构中，

t1和t2各自为1至3的整数，

当t1和t2各自为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

X10至X13彼此相同或不同，并且各自独立地为CR_aR_b、NR_a、O、SiR_aR_b、PR_a、S、GeR_aR_b、Se或Te，

R_a、R_b和R100至R104彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基，以及

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1中，Linker2为

在所述结构中，

t1和t2各自为1至3的整数，

是与化学式1键合的位点。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-10至1-12中的任一者表示。

[化学式1-10]

[化学式1-11]

[化学式1-12]

在化学式1-10至1-12中，

p1、p2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义，

r11、r21、r31和r41各自为0至3的整数，

t11、t12、t21和t22各自为1至3的整数，

当t11、t12、t21和t22各自为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，

X20至X23和X30至X33彼此相同或不同，并且各自独立地为CR_aR_b、NR_a、O、SiR_aR_b、PR_a、S、GeR_aR_b、Se或Te，以及

R_a、R_b、R200至R204和R300至R304彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氘、卤素基团、腈基、硝基、酰亚胺基、酰胺基、羟基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的烷基硫基、经取代或未经取代的芳基硫基、经取代或未经取代的烷基磺酰基、经取代或未经取代的芳基磺酰基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的甲硅烷基、经取代或未经取代的硼基、经取代或未经取代的胺基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂环基。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1-4至1-6中，X1至X4为S。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1-4中，R1和R2为氢。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1-5中，R3至R8为氢。

根据本说明书的一个实施方案，在化学式1-6中，R3、R4、R7、R8、A3和A4为氢。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1可由以下化学式1-13至1-15中的任一者表示。

[化学式1-13]

[化学式1-14]

[化学式1-15]

在化学式1-13至1-15中，

r11、r21、r31、r41、Z11至Z15、Z21至Z25、Z31至Z35和Z41至Z45具有与化学式1-4至1-6中相同的定义。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-16至1-18中的任一者表示。

[化学式1-16]

[化学式1-17]

[化学式1-18]

在化学式1-16至1-18中，

p1、p2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义，

r11、r21、r31、r41、Z11至Z15、Z21至Z25、Z31至Z35和Z41至Z45具有与化学式1-4至1-6中相同的定义，以及

s1、s21、X31、X32、X41、X42、Y11、Y12、Y21、Y22和R211至R214和R311至R314具有与化学式1-7至1-9中相同的定义。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-19至1-21中的任一者表示。

[化学式1-19]

[化学式1-20]

[化学式1-21]

在化学式1-19至1-21中，

p1、p2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义，

t11、t12、t21、t22、X20至X23、X30至X33、R200至R204和R300至R304具有与化学式1-10至1-12中相同的定义。

根据本说明书的一个实施方案，Z11至Z13、Z21至Z23、Z31至Z33和Z41至Z43彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z11至Z13、Z21至Z23、Z31至Z33和Z41至Z43彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的线性或支化烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z11至Z13、Z21至Z23、Z31至Z33和Z41至Z43彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的线性或支化烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z11至Z13、Z21至Z23、Z31至Z33和Z41至Z43彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的线性或支化烷基。

根据本说明书的一个实施方案，Z11至Z13、Z21至Z23、Z31至Z33和Z41至Z43彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的正己基。

根据本说明书的一个实施方案，Z11至Z13、Z21至Z23、Z31至Z33和Z41至Z43为正己基。

根据本说明书的一个实施方案，r11、r21、r31和r41为0。

根据本说明书的一个实施方案，化学式1由以下化学式1-22至1-24中的任一者表示。

[化学式1-22]

[化学式1-23]

[化学式1-24]

在化学式1-22至1-24中，

m1、m2、p1、p2、Linker1、Linker2、Pull1和Pull2具有与化学式1中相同的定义。

所述化合物可基于以下将描述的制备例来制备。

对于根据本说明书的一个实施方案的化合物，各端引入有醛基的化合物通过以下来制备：引入在Linker1末端引入有醛基和卤素基团的化合物，引入在Linker2末端引入有醛基和卤素基团的化合物；用Push使其结合。之后，由化学式1表示的化合物可通过向其引入Pull1和Pull2来制备。

根据本说明书的化合物可通过多步化学反应来制备。在通过烷基化反应、Grignard反应、Suzuki偶联反应、Stille偶联反应等制备单体之后，最终的化合物可通过碳-碳偶联反应如Stille偶联反应来制备。当待引入的取代基为硼酸或硼酸酯化合物时，可使用Suzuki偶联反应进行该制备；当待引入的取代基为三丁基锡或三甲基锡化合物时，可使用Stille偶联反应进行该制备，然而，该方法不限于此。

本说明书的另一个实施方案提供了有机太阳能电池，其包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间且包括光活性层的一个或更多个有机材料层，其中所述有机材料层的一个或更多个层包含所述化合物。

根据本说明书的一个实施方案的有机太阳能电池包括第一电极、光活性层和第二电极。有机太阳能电池还可包括基底、空穴传输层和/或电子传输层。

在本说明书的一个实施方案中，当有机太阳能电池接收来自外部光源的光子时，在电子供体与电子受体之间生成电子和空穴。所生成的空穴通过电子供体层传输至阳极。

在本说明书的一个实施方案中，有机材料层包括空穴传输层、空穴注入层、或同时进行空穴传输和空穴注入的层，并且空穴传输层、空穴注入层、或同时进行空穴传输和空穴注入的层包含所述化合物。

在另一个实施方案中，有机材料层包括电子注入层、电子传输层、或同时进行电子注入和电子传输的层，并且电子注入层、电子传输层、或同时进行电子注入和电子传输的层包含所述化合物。

在本说明书的一个实施方案中，有机太阳能电池还可包括另外的有机材料层。有机太阳能电池可通过使用同时具有多种功能的有机材料来减少有机材料层的数目。

在本说明书的一个实施方案中，第一电极是阳极，第二电极是阴极。在另一个实施方案中，第一电极是阴极，第二电极是阳极。

在本说明书的一个实施方案中，在有机太阳能电池中，层可按阴极、光活性层和阳极的顺序来布置，或者可按阳极、光活性层和阴极的顺序来布置，然而，布置不限于此。

在另一个实施方案中，在有机太阳能电池中，层可按阳极、空穴传输层、光活性层、电子传输层和阴极的顺序来布置，或者可按阴极、电子传输层、光活性层、空穴传输层和阳极的顺序来布置，然而，布置不限于此。

在本说明书的一个实施方案中，有机太阳能电池具有正常结构。在正常结构中，层可按基底、阳极、包括光活性层的有机材料层和阴极的顺序层合。

在本说明书的一个实施方案中，有机太阳能电池可具有倒置结构。在倒置结构中，层可按基底、阴极、包括光活性层的有机材料层和阳极的顺序层合。

在本说明书的一个实施方案中，有机太阳能电池具有串联结构。

在根据本说明书的一个实施方案的有机太阳能电池中，光活性层可包括一个、或两个或更多个层。在串联结构中，光活性层可包括两个或更多个层。

在另一个实施方案中，可在光活性层与空穴传输层之间或者在光活性层与电子传输层之间设置缓冲层。本文中，还可在阳极与空穴传输层之间设置空穴注入层。此外，还可在阴极与电子传输层之间设置电子注入层。

在本说明书的一个实施方案中，光活性层包含选自电子供体和电子受体中的一种或两种或更多种，并且电子供体材料包含所述化合物。

在本说明书的一个实施方案中，电子受体材料可选自：富勒烯、富勒烯衍生物、浴铜灵、半导体单质、半导体化合物及其组合。具体地，可包括选自以下的一种、两种或更多种化合物：富勒烯、富勒烯衍生物((6，6)-苯基-C61-丁酸-甲基酯(PCBM)或(6，6)-苯基-C61-丁酸-胆甾醇基酯(PCBCR))、苝、聚苯并咪唑(PBI)和3，4，9，10-苝-四羧酸双-苯并咪唑(PTCBI)。

在本说明书的一个实施方案中，电子供体和电子受体形成本体异质结(BHJ)。

本体异质结意指在光活性层中相互混合的电子供体材料和电子受体材料。

在本说明书的一个实施方案中，光活性层具有包括n型有机材料层和p型有机材料层的双层结构，并且p型有机材料层包含所述化合物。

本说明书中的基底可包括具有优异的透明度、表面平滑度、易操作性和防水性的玻璃基底或透明塑料基底，但不限于此，并且可使用通常用于有机太阳能电池的基底而没有限制。其具体实例包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、三乙酰基纤维素(TAC)等，但不限于此。

阳极电极可包括透明且具有优异导电性的材料，但材料不限于此。阳极材料的实例包括：金属，例如钒、铬、铜、锌或金，或其合金；金属氧化物，例如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)；金属和氧化物的组合，例如ZnO:Al或SNO₂:Sb；导电聚合物，例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3，4-(亚乙基-1，2-二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯和聚苯胺等，但不限于此。

形成阳极电极的方法没有特别限制，然而，阳极电极可以通过使用以下方法施加到基底的一个表面上或通过以膜的形式涂覆来形成：溅射、电子束、热沉积、旋涂、丝网印刷、喷墨印刷、刮涂或凹版印刷法。

当在基底上形成阳极电极时，可使所得物经历清洗、脱水和改性为亲水性的过程。

例如，在用清洗剂、丙酮和异丙醇(IPA)依次连续清洗图案化的ITO基底之后，然后将ITO基底在加热板上于100℃至150℃下干燥1分钟至30分钟，优选在120℃下进行10分钟以脱水，并且当基底被彻底清洗时，使基底的表面改性为亲水性。

通过如以上的表面改性，接合表面电势可保持在适用于光活性层的表面电势的水平。此外，当对表面进行改性时，可以在阳极电极上容易地形成聚合物薄膜，并且可改善薄膜的品质。

阳极电极的预处理技术包括：a)使用平行板放电的表面氧化法，b)经由在真空状态下通过UV射线生成的臭氧使表面氧化的方法，以及c)使用通过等离子体生成的氧自由基进行的氧化方法。

可根据阳极电极或基底的条件来选择上述方法中的一种。然而，不管使用哪种方法，通常优选的是防止氧从阳极电极或基底的表面离开，并且尽可能抑制水分和有机材料的残留。在这种情况下，预处理的实际效果可以被最大化。

作为一个具体实例，可使用通过UV射线生成的臭氧使表面氧化的方法。本文中，在进行超声波清洗之后，可通过在热板上烘烤图案化的ITO基底使图案化的ITO基底完全干燥，将图案化的ITO基底引入室内，然后可通过经由使用UV灯使氧气与UV光反应而生成的臭氧来进行清洗。

然而，本说明书中图案化的ITO基底的表面改性方法没有特别限制，并且可使用任何使基底氧化的方法。

阴极电极可包括具有小的功函数的金属，但不限于此。其具体实例可包括：金属，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅，或其合金；或者多层结构的材料，例如LiF/Al、LiO₂/Al、LiF/Fe、Al:Li、Al:BaF₂和Al:BaF₂:Ba，但不限于此。

可在真空度为5×10^-7托或更低的热沉积器内进行沉积来形成阴极电极，但形成不限于该方法。

空穴传输层和/或电子传输层材料起到将在光活性层中分离的电子和空穴有效地传输至电极的作用，并且材料没有特别限制。

空穴传输层材料可包括掺杂有聚(苯乙烯磺酸)的聚(3，4-亚乙基二氧基噻吩)(PEDOT:PSS)、钼氧化物(MoO_x)、钒氧化物(V₂O₅)、镍氧化物(NiO)、钨氧化物(WO_x)等，但不限于此。

电子传输层材料可包括吸电子金属氧化物，并且可具体地包括：8-羟基喹啉的金属配合物；包含Alq₃的配合物；包含Liq的金属配合物；LiF；Ca；钛氧化物(TiO_x)；氧化锌(ZnO)；碳酸铯(Cs₂CO₃)等，但不限于此。

光活性层可通过以下形成：将光活性材料(例如电子供体和/或电子受体)溶解在有机溶剂中，然后使用例如旋涂、浸涂、丝网印刷、喷涂、刮涂和刷涂的方法施用所述溶液，但方法不限于此。

实施方式

下文中，将参照以下制备例和实施例来详细描述用于制备化合物的方法以及用于制造包含所述化合物的有机太阳能电池的方法。然而，以下实施例仅用于举例说明的目的，并且本说明书的范围不限于此。

制备例1.化合物A-1的制备

(1)化合物1-b的制备

在将1-a(2g，7.47mmol)和4-二甲基氨基吡啶(0.36g，2.92mmol)溶解在30mL氯仿中并使温度降低至0℃之后，向其中注入三乙胺(3mL，21.51mmol)和氯(三己基)(7.46mL，20.37mmol)，并将所得物在室温下搅拌12小时。反应之后，向反应物中引入100mL水，并用二氯甲烷进行萃取。之后，使用硫酸镁除去剩余的水，然后在真空下除去溶剂。使用硅胶柱(己烷：二氯甲烷)纯化剩余产物以获得透明的油1-b(产率：94％)。

图2是示出化合物1-b的MS谱的图。

图3是示出化合物1-b的NMR谱的图。

(2)化合物A的制备

在将1-b(5g，6mmol)和三丁基锡-噻吩(9.33g，25mmol)溶解在70mL甲苯中之后，向其中添加三(二亚苄基丙酮)二钯(0)催化剂(0.458g，0.5mmol)和三苯基膦配体(0.52g，2mmol)，并将所得物在110℃下搅拌48小时。反应之后，反应物用二氯甲烷进行萃取。之后，使用硫酸镁来除去剩余的水，然后在真空下除去溶剂。使用硅胶柱(己烷∶二氯甲烷)纯化剩余产物以获得透明的油A(产率：59％)。

图4是示出化合物A的MS谱的图。

图5是示出化合物A的NMR谱的图。

(3)化合物A-1的制备

在将A(3.0g，3.55mmol)溶解在100mL四氢呋喃中之后，在-78℃下向其中缓慢注入2M二异丙基氨基锂(5.325mL，10.65mmol)，并将所得物在-78℃下搅拌2小时。在相同的温度下，向其中引入三甲基氯化锡(11mL，11mm0l)，并使温度缓慢升高至室温。该溶液用DCM进行萃取，使用硫酸镁(MgSO₄)除去剩余的水，然后在真空下除去溶剂。使剩余产物通过硅胶柱(洗脱液：正己烷)以获得黄色液体A-1(产率：83％)。

图7是示出化合物A-1的MS谱的图。

图8是示出化合物A-1的NMR谱的图。

(4)化合物A-2的制备

在将1-c(0.808g，1.9mmol)和A-1(0.99g，0.85mmol)溶解在40mL甲苯和4mL二甲基甲酰胺中之后，向其中添加三(二亚苄基丙酮)二钯(0)催化剂(0.0385g，0.042mmol)和三苯基膦配体(0.0441g，0.168mmol)，并将所得物在110℃下搅拌48小时。反应之后，该溶液用二氯甲烷进行萃取，使用硫酸镁(MgSO₄)除去剩余的水，然后在真空下除去溶剂。使剩余产物通过硅胶柱(洗脱液：氯仿)以获得红色固体A-2(产率：45％)。

图9是示出化合物A-2的MS谱的图。

图10是示出化合物A-2的NMR谱的图。

制备例2.化合物A-3的制备

在将DPP(1.48g，2.08mmol)和A-1(0.93g，0.80mmol)溶解在30mL甲苯和10mL二甲基甲酰胺中之后，向其中添加四(三苯基膦)钯(0)催化剂(0.0289g，0.025mmol)，并将所得物在110℃下搅拌48小时。反应之后，该溶液用二氯甲烷进行萃取，使用硫酸镁(MgSO₄)除去剩余的水，然后在真空下除去溶剂。使剩余产物通过硅胶柱(洗脱液：氯仿)以获得红色固体A-3(产率：49％)。

图11是示出化合物A-3的MS谱的图。

图12是示出化合物A-3的NMR谱的图。

制备例3.化合物B的制备

(1)化合物2-b的制备

向200mL乙醇中添加2-a(13.95g，0.063mmol)，同时搅拌悬浮体，并使所得物在冰/水浴中冷却，立即向其中添加NaBH₄(5.27g，0.139mmol)。将反应物在室温下搅拌3小时。之后，向其中倒入250mL HCl以终止反应，然后过滤粗产物，用足量的水洗涤，并在70℃下真空干燥。干燥之后，获得绿色固体2-b(产率：98％)。

图6是示出化合物2-b的MS谱的图。

(2)化合物B的制备

以与制备例1中相同的方式制备化合物，不同之处在于，使用2-b代替1-b。

制备例4.化合物1的制备

在将化合物A-2(0.153g，0.1mmol)和3-辛基罗单宁(0.245g，1mmol)溶解在40mLCHCl₃中之后，在室温下向其中添加3滴哌啶，并使所得物回流24小时。反应之后，反应物用DCM进行萃取，使用MgSO₄除去剩余的水，并在真空下除去溶剂。使剩余产物通过硅胶柱(洗脱液：CHCl₂至CHCl₃)以获得深棕色固体。使用CHCl3和正己烷使所获得的固体重结晶三次以获得化合物1(产率：56％)。

图13是示出化合物1的MS谱的图。

制备例5.化合物2的制备

在将化合物A-3(0.42g，0.2mmol)和3-辛基罗单宁(0.368g，1.5mmol)溶解在40mLCHCl₃中之后，在室温下向其中添加3滴哌啶，并使所得回流24小时。反应之后，反应物用DCM进行萃取，使用MgSO₄除去剩余的水，并在真空下除去溶剂。使剩余产物通过硅胶柱(洗脱液：CH₂Cl₂至CHCl₃)以获得深棕色固体。使用CHCl3和正己烷使所获得的固体重结晶三次以获得化合物2(产率：60.5％)。

图14是示出化合物2的MS谱的图。

图15是示出化合物2的NMR谱的图。

图16是示出化合物2的紫外-可见吸收谱的图。

具体地，图16的UV吸收谱是膜状态和溶液状态的化合物2的吸收谱，并使用紫外-可见吸收光谱仪进行分析，结果示于下表1中。

表1

图18是示出根据电势的化合物2的电流的图。

测试例1.有机太阳能电池的制造

通过将化合物2和PC₇₀BM以1∶1.25的比例溶解在氯苯(CB)中来制备复合溶液。本文中，将浓度调节至4.0重量％，有机太阳能电池采用ITO/ZnO/光活性层/MoO₃/Ag的倒置结构。

使用蒸馏水、丙酮和2-丙醇对其中1.5×1.5cm²涂覆有条型ITO的玻璃基底进行超声波清洗，在对ITO表面进行臭氧处理10分钟之后，制备氧化锌(ZnO)前体溶液(丁醇中的ZnO纳米颗粒，25mg/ml)，在将该氧化锌(ZnO)溶液以4000rpm旋涂40秒之后，在100℃下进行热处理10分钟以除去剩余溶剂，完成了电子传输层。为了涂覆光活性层，将化合物2和PC₇₀BM的复合溶液以1000rpm旋涂20秒。通过在热沉积器中使MoO₃以0.2

/秒的速率沉积至10nm的厚度来制备空穴传输层。在以该顺序进行制备之后，在热沉积器中使Ag以1

/秒的速率沉积至100nm以制造具有倒置结构的有机太阳能电池。

在100mW/cm²(AM 1.5)的条件下测量测试例1中制造的有机太阳能电池的光电转换特性，并且结果示于下表2中。

表2

	Voc(V)	Jsc(mA/cm<sup>2</sup>)	FF(％)	PCE(％)
					测试例1	0.81	10.78	62.7	5.47

图17是示出根据测试例1的有机太阳能电池根据电压的电流密度的图。

V_oc意指开路电压，J_sc意指短路电流，FF意指填充因子，PCE(η)意指能量转换效率。开路电压和短路电流分别是电压-电流密度曲线的第四象限中X轴的截距和Y轴的截距，并且随着这两个值增加，太阳能电池的效率优选地增加。此外，填充因子是通过可在曲线内绘出的矩形面积除以短路电流与开路电压的乘积的值。当这三个值除以所照射的光时，可获得能量转换效率，并且优选更高的值。基于表2的结果，确定了根据本说明书的一个实施方案的聚合物表现出高效率。

Claims

1.一种由以下化学式表示的化合物：

2.一种有机太阳能电池，包括：

第一电极；

与所述第一电极相对设置的第二电极；以及

设置在所述第一电极与所述第二电极之间且包括光活性层的一个或更多个有机材料层，

其中所述有机材料层的一个或更多个层包含根据权利要求1所述的化合物。

3.根据权利要求2所述的有机太阳能电池，其中所述有机材料层包括空穴传输层、空穴注入层、或同时进行空穴传输和空穴注入的层，并且所述空穴传输层、所述空穴注入层、或所述同时进行空穴传输和空穴注入的层包含所述化合物。

4.根据权利要求2所述的有机太阳能电池，其中所述有机材料层包括电子注入层、电子传输层、或同时进行电子注入和电子传输的层，并且所述电子注入层、所述电子传输层、或所述同时进行电子注入和电子传输的层包含所述化合物。

5.根据权利要求2所述的有机太阳能电池，其中所述光活性层包含选自电子供体和电子受体中的一种、两种或更多种，并且所述电子供体包含所述化合物。

6.根据权利要求5所述的有机太阳能电池，其中所述电子供体和所述电子受体形成本体异质结。

7.根据权利要求2所述的有机太阳能电池，其中所述光活性层具有包括n型有机材料层和p型有机材料层的双层结构，并且所述p型有机材料层包含所述化合物。