CN107915753B - 一种含咔唑单元的化合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含咔唑单元的化合物及其用途。所说的咔唑化合物具有式(I)所示结构：
Figure DDA0002515356260000011
式(I)中：R1为C1～C12烃基或C1～C12烷氧基；R2为C1～C12烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。本发明所说的咔唑类化合物，可用作钙钛矿太阳电池、有机小分子太阳电池、电致发光器件等光电器件中的空穴传输材料。

Description

一种含咔唑单元的化合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种有机化合物及其用途，具体地说，涉及一种含咔唑单元的化合物及其用途。
背景技术
伴随着人类工业文明的迅速发展，煤、石油和天然气等矿物资源日益枯竭，由此引发的能源危机和环境污染已成为亟待解决的严重问题。因此人们迫切需要寻找其他新的可替代能源。有机薄膜太阳能电池，诸如染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池以及有机小分子太阳电池等，因其低成本，具有潜在的实用价值。在上述光伏器件中，钙钛矿太阳能电池和有机小分子太阳电池是当今研究的热点，其中钙钛矿太阳电池以其几乎可以媲美无机硅太阳电池的高光电转换效率迅速成为最有希望的新一代太阳电池。有机分子作为空穴传输材料极大影响着器件的性能。咔唑类化合物由于具有较好的荧光性能以及合适的能级结构，在上述材料中得到广泛应用。但是现有咔唑类化合物仍然存在很大的问题：化合物平面性较差，导致其自组装能力较弱，使其作为空穴传输材料时迁移率/电导率较低，导致基于咔唑类化合物的空穴传输材料在上述器件中的性能较差，很大程度上限制了咔唑类化合物在上述器件中的应用(Adv.Mater.,2014,26,6629-6634；Chem.Commun.,2014,50,14161-14163)。因此，如何通过分子工程，调控咔唑类染料分子结构，增强其分子平面性，提高其作为多种光电器件中空穴传输材料的性能，受到科学家们的广泛关注。
发明内容
本发明的目的在于提供一种咔唑类化合物，其具有较好平面性。
本发明的目的还在于提供一种咔唑类化合物的用途。
实现本发明的目的采取的技术方案如下：所说的咔唑类化合物，其结构式如式(I)所示：
Figure GDA0002515356250000021
式(I)中：R1为C1～C12烃基或C1～C12烷氧基；R2为C1～C12烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。
在本发明的一个优选技术方案中，R1为C1～C8烷基或C1～C8烷氧基；R2为C1～C8烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。
更优选的R1为C1～C6烷基或C1～C6烷氧基；R2为C4～C8烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。
最佳的技术方案：R1为己氧基；R2为正辛基；R3为苯基；R4为噻吩基。
本发明所说的咔唑类化合物的用途包括但不仅限于作为钙钛矿太阳电池、有机小分子太阳电池、电致发光器件等光电器件的空穴传输材料。
附图说明
图1为实施例3所制备咔唑类化合物28在甲醇溶液中的紫外吸收谱图(3×10-5mol/L)。
图2为实施例4所制备钙钛矿太阳电池器件示意图。其中：1--导电玻璃(FTO)；2--纳米二氧化钛层；3--钙钛矿层；4--本发明所说的咔唑类化合物28制备的空穴传输层；5--对电极(MoO3/Ag)。
图3为实施例3所制备咔唑类化合物28作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池电流-电压曲线图。
制备本发明所说的咔唑类化合物，合成路线如下所示：
Figure GDA0002515356250000031
上述合成路线R1、R2、R3和R4的含义与前文所述相同。
制备本发明所说的咔唑类化合物的方法，包括如下步骤：
1)将咔唑[式(A)所示化合物]和邻溴苯甲酸甲酯[式(B)所示化合物]在碘化亚铜催化下，在邻二氯苯中回流反应12小时得到式(C)所示化合物；
2)将式(C)所示化合物与R2基溴化镁通过格氏反应得到式(D)所示化合物；
3)将式(D)所示化合物和三氟化硼的乙醚溶液在有惰性存在条件下反应5小时得粗产物，所得产物用乙酸乙酯/石油醚进行柱层析可得式(E)所示化合物；
4)将式(E)所示化合物用NBS进行溴代反应，得到式(F)所示化合物；
5)将式(F)所示化合物在-78℃下用丁基锂与硼酸三甲酯进行反应，得到式(G)所示化合物；
6)将式(H)所示化合物与1,3,5-三溴苯进行Suzuki偶联反应，式(J)所示化合物；
7)将式(J)所示化合物用NBS进行溴代反应，得到式(K)所示化合物；
8)将式(K)所示化合物与式(G)所示化合物进行Suzuki偶联反应，得到目标产物[式(I)所示化合物]。
本发明所说的咔唑类化合物[式(I)所示化合物]可作为包括但不仅限于作为钙钛矿太阳电池、有机小分子太阳电池、电致发光器件等光电器件的空穴传输材料使用。
具体实施方式
下面通过实例对本发明作进一步的阐述，目的在于更好理解本发明的内容。因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例1合成(R1＝R2＝CH3，R3＝苯环，R4＝苯环)
Figure GDA0002515356250000041
在100mL单口瓶中，加入1.00g(5.99mmol)咔唑,用四氢呋喃将其溶解，并将单口瓶置于冰浴中且避光，然后将2.67g(15mmol)NBS用四氢呋喃溶解倒入恒压滴液漏斗中缓慢滴入100mL单口瓶中，氮气保护下冰浴搅拌4h。反应物倒入100mL水中，用乙酸乙酯萃取三次，得到的液体旋干，用乙酸乙酯：石油醚＝1:200进行柱层析得到1.56g(4.8mmol)白色固体，化合物2，产率80％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.16(s,2H),8.09(s,1H),7.55(d,J＝8.5Hz,2H),7.33(d,J＝8.5Hz,2H)。
Figure GDA0002515356250000042
在250mL单口瓶中，加入3.35g(10.31mmol)化合物2,3.37g(24.76mmol)化合物3，碳酸钠5.66g(41.01mmol)，水14mL，乙醇26mL，然后加入溶剂甲苯30mL,然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.3g(0.26mmol)四三苯基磷钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h,冷却后加入二氯甲烷20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:200进行柱层析得到2.61g(7.5mmol)化合物4，产率73％。1HNMR(500Hz,CDCl3)δ8.27(s,2H),8.06(s,1H),7.63(d,J＝8.5Hz,6H),7.47(d,J＝8.5Hz,2H),7.01(d,J＝8.5Hz,4H),2.40(s,6H)。
Figure GDA0002515356250000051
在100mL单口瓶中，分别加入2.61g(7.5mmol)g化合物4与1.61g(7.49mmol)化合物5以及0.48g铜粉(7.5mmol)和1.43g(7.53mmol)碘化亚铜和1.56g(11.30mmol)碳酸钾，然后加入溶剂邻二氯苯50mL,氮气保护下升温至180℃回流搅拌22h。反应完毕减压蒸馏去掉溶剂邻二氯苯，冷却后加入二氯甲烷20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到2.52g(5.24mmol)浅黄色固体，化合物6，产率70％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.36(s,2H),8.17(d,J＝8.5Hz,1H),7.80(t,J＝7.5Hz,1H),7.68-7.61(m,8H),7.20(d,J＝8.5Hz,2H),7.05(d,J＝8.5Hz,4H),3.32(s,3H),2.40(s,6H)。
Figure GDA0002515356250000052
在25mL的单口瓶中2.37g(4.92mmol)化合物6，然后加入10mL甲基溴化鎂，在氮气保护下升温至80℃回流搅拌12h，反应完毕用饱和的氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取3次，然后用无水硫酸钠干燥，过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到2.20g(4.56mmol)化合物7，产率92.83％.1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.32(s,2H),7.98(d,J＝8Hz,1H),7.63(d,J＝8.5Hz,4H),7.58(d,J＝8Hz,3H),7.42(t,J＝7.5Hz,1H),7.05-7.01(m,7H),2.41(s,6H),1.44(s,6H)。
Figure GDA0002515356250000053
在50mL单口烧瓶中，分别加入2.20g(4.56mmol)化合物7、1gAmberlyst15、25mL甲苯，在氮气保护下加上分水器升温至120℃回流20h，反应完毕抽滤除去催化剂，然后将液体旋干，用乙酸乙酯：石油醚＝1:300进行柱层析得到1.65g(3.55mmol)浅黄色固体为目标产物化合物8，产率78％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.33(s,1H),8.19(d,J＝8.5Hz,1H),8.11(d,J＝8.5Hz,1H),8.08(s,1H),7.75(d,J＝10.5Hz,1H),7.68(s,1H),7.67-7.64(m,5H),7.39(t,J＝7.5Hz,1H),7.19(t,J＝7.5Hz,1H),7.04(d,J＝8.5Hz,4H),2.41(s,6H),1.82(s,6H)。
Figure GDA0002515356250000061
在50mL单口烧瓶中，加入0.08g(0.17mmol)化合物8用二氯将其溶解，并将单口瓶置于冰浴中且避光，然后将0.04g(0.22mmol)NBS用乙腈溶解倒入恒压滴液漏斗中缓慢滴入50mL单口瓶中，氮气保护下冰浴搅拌4h。反应物倒入100mL水中，用二氯萃取三次，得到的液体旋干，用乙酸乙酯：石油醚＝1:200进行柱层析得到0.06g白色固体，化合物9，产率73％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ9.14(s,1H),8.15(d,J＝8.5Hz,1H),8.01(d,J＝8.5Hz,1H),7.72(s,1H),7.81(s,1H),7.68(d,J＝8.5Hz,2H),7.53(s,1H),7.46(d,J＝8.5Hz,2H),7.42(s,1H),7.05-7.08(m,5H),2.43(s,6H),1.85(s,6H)。
Figure GDA0002515356250000062
在50mL三口瓶中，加入0.16g(0.30mmol)化合物9，然后将其溶于30mL干燥的四氢呋喃中，插上低温温度计，在氮气保护下将其置于低温槽中，当温度低于-78℃时，用针管滴加正丁基锂3mL，缓慢滴加维持温度低于-78℃，滴加完丁基锂后搅拌2h，开始滴加硼酸三异丙脂1mL，滴加完毕再搅拌1h，然后从低温槽中取出，让其升到室温搅拌过夜。反应完毕水洗，乙酸乙酯萃取3次，然后用无水硫酸钠干燥，过滤蒸发滤液得到粗产物10，等待进行下一步反应。
Figure GDA0002515356250000071
在100mL单口瓶中，加入4.56g(30mmol)化合物11，3.14g(10mmol)化合物12，加入2mol/L的碳酸钾4mL,加入60mL的四氢呋喃，然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.1g(0.09mmol)四三苯基膦钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h，冷却后加入乙酸乙酯20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到2.45化合物13，产率62％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.13(s,3H),7.66(d,J＝8.5Hz,6H),7.13(d,J＝8.5Hz,6H),3.93(s,9H)。
Figure GDA0002515356250000072
在100mL单口瓶中，加入2.45g上一步产物化合物13,60mL 47％的HBr水溶液以及0.5g四丁基溴化铵，该混合物在氮气保护下加热回流6小时。冷却至室温后用乙酸乙酯萃取，水洗两次，减压蒸除溶剂后得到化合物14的粗产物2.11g。将该粗产物溶于60mL DMF，加入4.22g PPh3PBr2后，氮气保护回流反应12小时。冷却至室温后，蒸除溶剂，剩余物溶于乙酸乙酯后，水洗两次，再次蒸除溶剂，硅胶柱层析分离得到2.77g化合物15，产率85％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.09(s,3H),7.54(d,J＝8.5Hz,6H),7.39(d,J＝8.5Hz,6H)。
Figure GDA0002515356250000081
将0.06g化合物15和之前制备的化合物10，加入2mol/L的碳酸钾4mL,加入50mL的四氢呋喃，然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.1g(0.09mmol)四三苯基膦钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h,冷却后加入乙酸乙酯20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到134mg化合物16，产率79％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ9.14(s,3H),8.15(d,J＝8.5Hz,3H),8.11(s,3H),8.01(d,J＝8.5Hz,3H),7.72(s,3H),7.81(s,3H),7.61-7.68(m,12),7.53(s,3H),7.46(d,J＝8.5Hz,6H),7.37-7.42(m,9H),7.05-7.08(m,15H),2.43(s,18H),1.85(s,18H)。
实施例2合成(R1＝OC8H17，R2＝CH3，R3＝苯环，R4＝苯环)
Figure GDA0002515356250000082
在250mL单口瓶中，加入3.35g(10.31mmol)化合物2,6.19g(24.76mmol)化合物17，碳酸钠5.66g(41.01mmol)，水14mL，乙醇26mL，然后加入溶剂甲苯30mL,然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.3g(0.26mmol)四三苯基磷钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h,冷却后加入二氯甲烷20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:200进行柱层析得到4.32g(7.5mmol)化合物18，产率73％。1HNMR(500Hz,CDCl3)δ8.27(s,2H),8.06(s,1H),7.63(d,J＝8.5Hz,6H),7.47(d,J＝8.5Hz,2H),7.01(d,J＝8.5Hz,4H),4.02(t,J＝6.5Hz,4H),1.85-1.80(m,4H),1.52-1.46(m,4H),1.38-1.31(m,16H),0.90(t,J＝6.5Hz,6H)。
Figure GDA0002515356250000091
在100mL单口瓶中，分别加入4.32(7.5mmol)g化合物18与1.61g(7.49mmol)化合物5以及0.48g铜粉(7.5mmol)和1.43g(7.53mmol)碘化亚铜和1.56g(11.30mmol)碳酸钾，然后加入溶剂邻二氯苯50mL,氮气保护下升温至180℃回流搅拌22h。反应完毕减压蒸馏去掉溶剂邻二氯苯，冷却后加入二氯甲烷20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到3.72g(5.24mmol)浅黄色固体，化合物19，产率70％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.36(s,2H),8.17(d,J＝8.5Hz,1H),7.80(t,J＝7.5Hz,1H),7.68-7.61(m,8H),7.20(d,J＝8.5Hz,2H),7.05(d,J＝8.5Hz,4H),4.06(t,J＝6.5Hz,4H),3.32(s,3H),1.89-1.83(m,4H),1.56-1.50(m,4H),1.43-1.35(m,16H),0.94(t,J＝6Hz,6H)。
Figure GDA0002515356250000092
在25mL的单口瓶中3.49g(4.92mmol)化合物19，然后加入10mL甲基溴化鎂，在氮气保护下升温至80℃回流搅拌12h，反应完毕用饱和的氯化铵溶液洗涤，乙酸乙酯萃取3次，然后用无水硫酸钠干燥，过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到3.24g(4.56mmol)化合物20，产率92.83％.1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.32(s,2H),7.98(d,J＝8.5Hz,1H),7.63(d,J＝8.5Hz,4H),7.58(d,J＝8.5Hz,3H),7.42(t,J＝7.5Hz,1H),7.05-7.01(m,7H),4.03(t,J＝6.5Hz,4H),1.86-1.78(m,4H),1.51-1.48(m,4H),1.44(s,6H),1.39-1.32(m,16H),0.91(t,J＝6.5Hz,6H)。
Figure GDA0002515356250000101
在50mL单口烧瓶中，分别加入3.24g(4.56mmol)化合物20、1gAmberlyst15、25mL甲苯，在氮气保护下加上分水器升温至120℃回流20h，反应完毕抽滤除去催化剂，然后将液体旋干，用乙酸乙酯：石油醚＝1:300进行柱层析得到2.46g(3.55mmol)浅黄色固体，为目标化合物21，产率78％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.33(s,1H),8.19(d,J＝8.5Hz,1H),8.11(d,J＝8.5Hz,1H),8.08(s,1H),7.75(d,J＝10.5Hz,1H),7.68(s,1H),7.67-7.64(m,5H),7.39(t,J＝7.5Hz,1H),7.19(t,J＝7.5Hz,1H),7.04(d,J＝8.5Hz,4H),,4.04(t,J＝6.5Hz,4H),1.85-1.82(m,4H),1.82(s,6H),1.52-1.49(m,4H),1.37-1.31(m,16H),0.91(t,J＝6.5Hz,6H)。
Figure GDA0002515356250000102
在50mL单口烧瓶中，加入0.12g(0.17mmol)化合物21用二氯将其溶解，并将单口瓶置于冰浴中且避光，然后将0.04g(0.22mmol)NBS用乙腈溶解倒入恒压滴液漏斗中缓慢滴入50mL单口瓶中，氮气保护下冰浴搅拌4h。反应物倒入100mL水中，用二氯萃取三次，得到的液体旋干，用乙酸乙酯：石油醚＝1:200进行柱层析得到0.1g白色固体，化合物22，产率77％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ9.14(s,1H),8.14(d,J＝8.5Hz,1H),8.01(d,J＝8.5Hz,1H),7.71(s,1H),7.81(s,1H),7.67(d,J＝8.5Hz,2H),7.49(s,1H),7.42(d,J＝8.5Hz,2H),7.40(s,1H),7.05-7.00(m,5H),4.03(t,J＝6.5Hz,4H),1.85-1.82(m,4H),1.82(s,6H),1.52-1.49(m,4H),1.37-1.31(m,16H),0.91(t,J＝6.5Hz,6H)。
Figure GDA0002515356250000111
在50mL三口瓶中，加入0.23g(0.30mmol)化合物22，然后将其溶于30mL干燥的四氢呋喃中，插上低温温度计，在氮气保护下将其置于低温槽中，当温度低于-78℃时，用针管滴加正丁基锂3mL，缓慢滴加维持温度低于-78℃，滴加完丁基锂后搅拌2h，开始滴加硼酸三异丙脂1mL，滴加完毕再搅拌1h，然后从低温槽中取出，让其升到室温搅拌过夜。反应完毕水洗，乙酸乙酯萃取3次，然后用无水硫酸钠干燥，过滤蒸发滤液得到粗产物23，直接进行下一步反应。
Figure GDA0002515356250000112
将上述化合物23和0.06g化合物15，加入2mol/L的碳酸钾4mL,加入50mL的四氢呋喃，然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.1g(0.09mmol)四三苯基膦钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h,冷却后加入乙酸乙酯20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到153mg化合物24，产率72％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ9.14(s,3H),8.15(d,J＝8.5Hz,3H),8.11(s,3H),8.01(d,J＝8.5Hz,3H),7.72(s,3H),7.81(s,3H),7.61-7.68(m,12),7.53(s,3H),7.46(d,J＝8.5Hz,6H),7.37-7.42(m,9H),7.05-7.08(m,15H),3.98(t,J＝6.5Hz,12H),1.81-1.85(m,12H),1.82(s,18H),1.47-1.50(m,12H),1.31-1.36(m,48H),0.91(t,J＝6.5Hz,18H)。
实施例3合成(R1＝OC8H17，R2＝CH3，R3＝苯环，R4＝噻吩环)
Figure GDA0002515356250000121
在100mL单口瓶中，加入3.84g(30mmol)化合物25，3.14g(10mmol)化合物12，加入2mol/L的碳酸钾4mL,加入60mL的四氢呋喃，然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.1g(0.09mmol)四三苯基膦钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h，冷却后加入乙酸乙酯20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到2.36g化合物26，产率73％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.18(s,3H),7.78(d,J＝2.5Hz,3H),7.51(d,J＝2.5Hz,3H),7.23(t,J＝2.5Hz,3H)。
Figure GDA0002515356250000122
在100mL单口瓶中，将2.36g上一步产物化合物26溶于50mL二氯甲烷，并将单口瓶置于冰浴中且避光，然后将4.5gNBS用乙腈溶解倒入恒压滴液漏斗中缓慢滴入单口瓶中，氮气保护下冰浴搅拌4h。反应物倒入100mL水中，用二氯甲烷萃取三次，得到的液体旋干，用乙酸乙酯：石油醚＝1:200进行柱层析得到3.38g化合物27，产率83％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ8.14(s,3H),7.13(d,J＝2.5Hz,3H),7.08(d,J＝2.5Hz,3H)。
Figure GDA0002515356250000123
将前述化合物23和0.05g化合物27，加入2mol/L的碳酸钾4mL,加入50mL的四氢呋喃，然后鼓泡30min除去氧气，然后加入0.1g(0.09mmol)四三苯基膦钯，在氮气保护下80℃回流搅拌12h,冷却后加入乙酸乙酯20mL，有机相用冰水洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，然后过滤蒸发滤液得到粗产物，用乙酸乙酯：石油醚＝1:100进行柱层析得到127mg化合物28，产率64％。1H NMR(500Hz,CDCl3)δ9.10(s,3H),8.15(d,J＝8.5Hz,3H),8.11(s,3H),8.01(d,J＝8.5Hz,3H),7.72(s,3H),7.76-7.80(m,6H),7.67(d,J＝8.5Hz,6H),7.49-7.55(m,6H),7.46(d,J＝8.5Hz,6H),7.39(s,3H),7.05-7.08(m,15H),3.98(t,J＝6.5Hz,12H),1.81-1.85(m,12H),1.82(s,18H),1.47-1.50(m,12H),1.31-1.36(m,48H),0.91(t,J＝6.5Hz,18H)。
实施例4将含有本发明所说的咔唑类化合物28作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池并进行光伏性能测试
以化合物28作为空穴传输材料制备钙钛矿太阳电池器件：将烧制好的纳米二氧化钛电极在手套箱中以3000-4500rpm转速旋涂钙钛矿层，110℃下加热30分钟，放置于手套箱自然冷却。将化合物20配置为0.3mol/L的氯仿溶液，以4000-6500rpm转速旋涂于上述旋涂完钙钛矿层的电极上，然后在手套箱中放置8小时，使之固化，再放入低湿度干燥塔中氧化12小时。氧化完成的电极放入真空蒸镀机，依次蒸镀8纳米的MoO3和100纳米银，得到制备完成的钙钛矿太阳电池器件。在太阳模拟器100mW/cm-2光源照射下测定其开路电压为1.057V，短路电流为22.37mA cm-2，填充因子为0.799，光电转化效率为18.89％。其光电流和光电压曲线见图3。图3表明：相比传统结构的咔唑敏化剂，本发明所说的咔唑类化合物28具有更好的平面性，其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池可产生更高的短路电流和较高的开路电压，从而得到较高的光电转换效率(Adv.Mater.,2014,26,6629-6634；Chem.Commun.,2014,50,14161-14163)，证明其相比传统结构的咔唑类化合物更适合作为钙钛矿太阳电池中的空穴传输材料使用。

Claims (5)

1.一种含咔唑单元的化合物，其特征在于具有式( I )所示结构：
Figure 815243DEST_PATH_IMAGE001
( I )
式( I )中：R1为C1～C12烃基或C1～C12烷氧基；R2为C1～C12烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。
2.根据权利要求 1所说的咔唑类化合物，其特征在于：R1为C1～C8烷基或C1～C8烷氧基；R2为C1～C8烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。
3.根据权利要求1所说的咔唑类化合物，其特征在于：R1为C1～C6烷基或C1～C6烷氧基；R2为C4～C8烃基；R3为苯基；R4为噻吩基。
4.根据权利要求1所说的咔唑类化合物，其特征在于：其中R1为己氧基；R2为正辛基；R3为苯基；R4为噻吩基。
5.分子结构中包含如权利要求1～4中任意一项所说的咔唑类化合物的用途，其特征在于用作钙钛矿太阳电池、有机小分子太阳电池、电致发光器件等光电器件的空穴传输材料。
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