CN110964040A - 基于苯并氧族二唑的受体材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机太阳能电池技术领域，尤其涉及一种基于苯并氧族二唑的受体材料，以含有苯并氧族二唑的单元为给电子单元，在给电子单元两端引入富含有氰基的强吸电子基团作为吸电子单元，形成A‑D‑A共轭结构的有机小分子受体材料。本发明提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，紫外可见光光谱吸收带宽(350‑1150nm)，光学带隙窄(1.08eV)，吸光性能力强，具有较好的太阳光捕获能力，同时具有较好的溶解性，易溶于常见的有机溶剂，将其应用于有机太阳能电池器件中，使器件具有较高的短路电流(9.16mA/cm2)，较大的开路电压(0.74V)和较高的光电转化效率(4.41％)，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于有机太阳能电池技术领域，尤其涉及一种基于苯并氧族二唑的受体材料及其制备方法，该受体材料在有机太阳能电池中的应用。
背景技术
随着能源问题的日益严重，发展新型能源迫在眉睫，而太阳能由于具有清洁无污染，且取之不尽，用之不竭等诸多优点，具有很大的发展前景。如何更好的利用太阳能是应对能源危机的关键解决办法。有机太阳能电池(OPV)以有机共轭分子为活性材料，具有重量轻、可弯曲、原料来源广、成本低，可溶液加工和大面积制备等诸多优点，在全球学术界和工业界受到广泛的关注。其中光敏活性层材料是将太阳光转化为电能的主体材料，是决定有机太阳能电池性能的关键因素，通常由给体材料和受体材料组成。共轭分子材料的开发和不断发展进步是有机太阳能电池性能提高的源动力，近年来，包括共轭高分子、共轭小分子、富勒烯等许多种类的有机共轭化合物广泛应用到电池活性层，并取得了显著成果。在有机太阳能电池发展历程中，基于富勒烯受体的聚合物太阳能电池在受体材料方面表面出卓越性能，受到科学家们的广泛研究和关注，富勒烯衍生物作为受体材料长期占据着统治地位。但是富勒烯衍生物本身所具有的不稳定性、高成本、在可见光区吸收弱、能级调控难以及分子量分布的多分散性和批次间重复性差等问题，使得科学家开始寻找能代替它们的光伏材料，以适应实际生产的应用。
有机共轭分子所具有的确定分子结构和分子量，各向异性的共轭骨架，高纯度以及批次稳定性等优良特性，使其在太阳能电池方面的研究热度越来越高。有机光伏材料的性能是由它的化学结构决定的，要获得高性能的光伏材料，需要兼顾其光谱吸收、电子能级及载流子迁移率等多个方面，这需要通过合理的分子设计进行调节，从而改善器件的开路电压、短路电流、填充因子及光电转化效率。因此，探索新的有机共轭分子受体材料，提升有机光伏材料在有机太阳能电池中的应用，仍然是目前非常有必要的。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于苯并氧族二唑的受体材料，旨在提供一种新的有机共轭结构的受体材料，减小有机太阳能电池受体材料的光学带隙，提高光电转化效率，提升有机共轭受体材料在太阳能电池中的应用。
本发明实施例的另一目的在于提供一种基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法。
本发明实施例的又一目的在于提供一种有机太阳能电池。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于苯并氧族二唑的受体材料，所述受体材料的结构通式如下式(Ⅰ)所示：
其中，A选自氧族元素，R11和R12分别独立地选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，
X1和X2为吸电子单元，所述X1和X2分别独立地选自以下吸电子基团中的任意一种：
其中，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。
相应地，一种基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，包括以下步骤：
获取含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和吸电子化合物；
获取弱碱性的催化剂，将所述催化剂、所述醛基化合物和所述吸电子化合物溶解于有机溶剂中，在60℃～70℃的条件下，回流12～24小时，得到基于苯并氧族二唑的受体材料；
其中，所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物为：
所述吸电子化合物选自以下化合物中的任意一种：
其中，A选自氧族元素，R1选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。
一种有机太阳能电池，包括光捕获的活性层，所述光捕获的活性层中包含有上述的基于苯并氧族二唑的受体材料或上述方法制备的基于苯并氧族二唑的受体材料。
本发明提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，以含有苯并氧族二唑的单元为给电子单元，在给电子单元两端引入富含有氰基的强吸电子基团作为吸电子单元，形成A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料。其中，含苯并氧族二唑单元的给电子单元由苯并氧族二唑作为中间受体单元，两边连上噻吩给体单元，组成D-A-D结构的含氮碳桥七并稠环给电子单元，该给电子单元能够有效调节能级。本发明实施例基于苯并氧族二唑的受体材料的LUMO和HOMO能级，减小受体材料的光学带隙，提高载流子迁移率，从而提高有机太阳能电池的光电转化效率。另外，通过在给电子单元的侧边引入含有碳原子数为16～30的支链烷基，不仅可以增加中心核稠环单元的平整性进而提高电荷迁移率，而且增加了A-D-A有机共轭分子结构的空间扭转，改善了分子溶解性，减少了分子间的聚集。本发明提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，紫外可见光光谱吸收带宽(350-1150nm)，光学带隙窄(1.08eV)，吸光性能力强，具有较好的太阳光捕获能力，同时具有较好的溶解性，易溶于常见的氯仿、氯苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂，将其应用于有机太阳能电池器件中，使器件具有较高的短路电流(9.16mA/cm2)，较大的开路电压(0.74V)和较高的光电转化效率(4.41％)，应用前景广阔。
本发明提供的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，在弱碱性催化剂的作用下，将具有活性亚甲基的吸电子化合物通过Knoevenagel缩合反应，连接到含苯并氧族二唑单元的醛基化合物两端，形成A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料。本发明提供的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法条件温和，操作简便，制作成本低，产率高，有利于规模化生产和应用。
本发明提供的有机太阳能电池，由于光捕获的活性层中包含有：紫外可见光光谱吸收带宽(350-1150nm)，光学带隙窄，吸光性能力强，具有较好的太阳光捕获能力，光学带隙较小、溶解性好等优良性能的基于苯并氧族二唑的受体材料，将其应用于有机太阳能电池器件的光捕获的活性层中，使器件具有较高的短路电流(9.16mA/cm2)，较大的开路电压(0.74V)和较高的光电转化效率，达4.41％，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的基于苯并噻二唑的受体材料(IC-CN)的合成路线示意图。
图2是本发明实施例2提供的基于苯并硒二唑的受体材料(IS-CN)的合成路线示意图。
图3是本发明实施例1提供的基于苯并噻二唑的受体材料(IC-CN)在氯仿溶液中和薄膜状态下的吸收谱图。
图4是本发明实施例1提供的基于苯并噻二唑的受体材料(IC-CN)的循环伏安曲线图。
图5是本发明实施例3提供的有机太阳能电池的电流-电压(J-V)曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明中，
等带有*连接键的结构中，*指明了连接位点。
本发明实施例提供了一种基于苯并氧族二唑的受体材料，所述受体材料的结构通式如下式(Ⅰ)所示：
其中，A选自氧族元素，R11和R12分别独立地选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，
X1和X2为吸电子单元，所述X1和X2分别独立地选自以下吸电子基团中的任意一种：
其中，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。
本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，以含有苯并氧族二唑的单元为给电子单元，在给电子单元两端引入富含有氰基的强吸电子基团作为吸电子单元，形成A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料。其中，含苯并氧族二唑单元的给电子单元由苯并氧族二唑作为中间受体单元，两边连上噻吩给体单元，组成D-A-D结构的含氮碳桥七并稠环给电子单元，该给电子单元能够有效调节本发明实施例基于苯并氧族二唑的受体材料的LUMO和HOMO能级，减小受体材料的光学带隙，提高载流子迁移率，从而提高有机太阳能电池的光电转化效率。另外，通过在给电子单元的侧边引入含有碳原子数为16～30的支链烷基，不仅可以增加中心核稠环单元的平整性进而提高电荷迁移率，而且增加了A-D-A有机共轭分子结构的空间扭转，改善了分子溶解性，减少了分子间的聚集。本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，紫外可见光光谱吸收带宽(350-1150nm)，光学带隙窄(1.08eV)，吸光性能力强，具有较好的太阳光捕获能力，同时具有较好的溶解性，易溶于常见的氯仿、氯苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂，将其应用于有机太阳能电池器件中，使器件具有较高的短路电流(9.16mA/cm2)，较大的开路电压(0.74V)和较高的光电转化效率(4.41％)，应用前景广阔。
具体地，本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料中给电子单元为含苯并氧族二唑单元的含氮碳桥七并稠环结构：
其中，A选自氧族元素，R11和R12分别独立地选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，具体为含碳原子数为16～30的支链烷基，在所述支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链。本发明实施例使用的该给电子单元是以苯并氧族二唑作为中间受体单元，两边连上噻吩给体单元，组成D-A-D结构的含氮碳桥七并稠环给电子单元，一方面，氮碳桥连的七并稠环结构为电子传输提供了高度平坦化和刚性化的长π-共轭体系，增加了给电子单元和吸电子单元的共轭效应，有利于有机受体分子内电荷转移；另一方面，七并稠环给电子单元中的氮原子的孤对电子参与共轭，增加共轭体系电子云密度，进一步提高了中心核稠环单元整体的给电子能力；有利于有机受体分子内给、受单元间的电子推拉效应，强化了分子内和分子间的电子传输，能够有效调节受体材料的LUMO和HOMO能级，减小受体材料的光学带隙，提高载流子迁移率，从而提高有机太阳能电池的光电转化效率。另外，分别在侧链引入邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链的C16～C30支链烷基R11和R12，放置于七并稠环主体的共轭平面的外侧，不仅可以增加七并稠环给电子单元的平整性进而提高电荷迁移率，而且增加了A-D-A有机共轭受体分子的空间扭转，能够有效改善了分子溶解性，减少了分子间的聚集，使本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，具有较好的溶解性，易溶于常见的氯仿、氯苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂。另外，R11和R12独立地选自不同的支链烷基，通过引入不同的支链能更好的改善有机共轭分子的空间扭转，改善溶解性。
作为优选实施例，所述A选自硫或硒，本发明实施例以苯并噻二唑或苯并硒二唑作为给电子单元的中间受体单元，有效拓宽了受体材料的光吸收带，提高了受体材料的光吸收能力。
作为优选实施例，所述R11和所述R12分别独自地选自：
本发明实施例在七并稠环给电子单元的侧边引入在靠近N原子的第二个碳原子上形成支链的碳原子数为16～30支链烷基，更有利于增加七并稠环给电子单元的平整性进而提高电荷迁移率，增加A-D-A有机共轭受体分子的空间扭转，有效改善分子溶解性，减少分子间的聚集，使本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料，具有较好的溶解性，易溶于常见的氯仿、氯苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂。
在一些实施例中，含苯并氧族二唑单元的含氮碳桥七并稠环结构中A选自硫或硒；所述R11和所述R12分别独立地选自:
具体地，本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料中吸电子单元X1和X2分别独立地选自下列富含氰基具有强吸电子能力的吸电子基团：
其中，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。本发明实施例使用的吸电子单元富含有氰基、氟、氯、甲氧基、硫氧基等吸电子基团，使吸电子单元具有强的吸电子能力，增强受体分子内电子的推拉体系，有利于分子内电荷转移，且能够有效降低材料的LUMO能级，使吸电子单元更好的与本发明实施例中给电子单元相匹配。本发明实施例提供的吸电子基团与本发明含苯并氧族二唑单元的含氮碳桥七并稠环结构的给电子单元形成A-D-A结构的有机共轭分子，分子内电荷转移化程度高，光吸收能力强，光学带隙窄，电荷载流子迁移率高，是有机太阳能电池活性层中电子受体的理想材料。
在一些实施例中，基于苯并氧族二唑的受体材料中吸电子单元为下列富含氰基具有强吸电子能力的基团：
其中，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧、硫或硒元素。
作为优选实施例，所述R11和所述R12选自相同的所述C16～C30的支链烷基，所述X1和所述X2选自相同的所述吸电子基团。本发明实施例基于苯并氧族二唑的受体材料为对称结构的有机共轭分子，合成效率更高，制备工序更简单。
在一些实施例中，所述受体材料的结构式为：
在一些实施例中，所述受体材料的结构式为：
在一些实施例中，所述受体材料的结构式为：
本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料可以通过下述方法制备获得。
本发明实施例还提供了一种基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，包括以下步骤：
S10.获取含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和吸电子化合物；
S20.获取弱碱性的催化剂，将所述催化剂、所述醛基化合物和所述吸电子化合物溶解于有机溶剂中，在60℃～70℃的条件下，回流12～24小时，得到基于苯并氧族二唑的受体材料；
其中，所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物为：
所述吸电子化合物选自以下化合物中的任意一种：
其中，A选自氧族元素，R1选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。
本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，在弱碱性催化剂的作用下，将具有活性亚甲基的吸电子化合物通过Knoevenagel缩合反应，连接到含苯并氧族二唑单元的醛基化合物两端，形成A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料。本发明实施例提供的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法条件温和，操作简便，制作成本低，产率高，有利于规模化生产和应用。通过本发明实施例制备的基于苯并氧族二唑的受体材料，光谱吸收带宽(350-1150nm)，光学带隙窄(1.08eV)，吸光性能力强，具有较好的太阳光捕获能力和光电转化效率，同时具有较好的溶解性，易溶于常见的氯仿、氯苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂，应用前景广阔。
具体地，上述步骤S10中，获取含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和吸电子化合物。其中，所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物为：
所述吸电子化合物选自以下化合物中的任意一种：
其中，A选自氧族元素，R1选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。本发明实施例以含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和以富含氰基的吸电子化合物为原料，合成以含氮碳桥七并稠环的单元为给电子单元，以富含氰基的吸电子基团为吸电子单元的A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料，其中，含氮碳桥七并稠环给电子单元和富含氰基的吸电子单元，各自的特性和优点前文有论述，在此不再复述。
在一些实施例中，所述A选自：硫或硒。所述T选自：氧、硫或硒；所述R1选自：
具体地，上述步骤S20中，获取弱碱性的催化剂，将所述催化剂、所述醛基化合物和所述吸电子化合物溶解于有机溶剂中，在60℃～70℃的条件下，回流12～24小时，得到基于苯并氧族二唑的受体材料。本发明实施例通过弱碱性催化剂，将所述醛基化合物和所述吸电子化合物溶解于有机溶剂中，在60℃～70℃的条件下，回流12～24小时，通过催化剂的作用，使含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和含有活性亚甲基的吸电子化合物发生Knoevenagel缩合反应，即得到基于苯并氧族二唑的受体材料。
作为优选实施例，所述醛基化合物和所述吸电子化合物的摩尔比为1：(4～20)。本发明实施例以摩尔比为1：(4～20)的醛基化合物和吸电子化合物为反应比例，使含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和含有活性亚甲基的吸电子化合物之间的Knoevenagel缩合反应更充分彻底，进一步确保了基于苯并氧族二唑的受体材料的制备效率和产率。
作为优选实施例，所述弱碱性催化剂选自：哌啶、吡啶或喹啉。本发明实施例选用的哌啶、吡啶或喹啉催化剂，催化效率高，能有效催化含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和含有活性亚甲基的吸电子化合物之间的Knoevenagel缩合反应，A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料。更优选地，所述弱碱性催化剂选自吡啶。
作为优选实施例，所述有机溶剂选自：氯仿或二氯甲烷。本发明实施例使用的氯仿或二氯甲烷有机溶剂对含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和含有活性亚甲基的吸电子化合物具有较好的溶解作用，使原料化合物充分溶解，有利于缩合反应过程中原料化合物之间充分接触反应，提高反应效率，提高A-D-A共轭结构的有机小分子受体材料的产率。
在一些实施例中，基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法为：获取弱碱性的催化剂，将吡啶催化剂、所述醛基化合物和所述吸电子化合物溶解于氯仿溶剂中，在60℃～70℃的条件下，回流12～24小时，得到基于苯并氧族二唑的受体材料。
作为优选实施例，所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物的合成包括以下步骤：
S11.获取并二噻吩吡咯类化合物，在N-溴代琥珀酰亚胺的作用下对所述并二噻吩吡咯类化合物进行单边溴化处理，得到化合物B；
S12.对所述化合物B在二异丙基氨基锂作用下进行碱催化溴迁移处理，得到化合物C；
S13.将所述化合物C在正丁基锂的作用下进行锂化处理，得到化合物D；
S14.将所述化合物D在三氯化铁的作用下进行氧化闭环处理，得到化合物E；
S15.将所述化合物E在盐酸羟胺的作用下进行肟化处理，得到二肟化合物F；
S16.将所述化合物F在水合肼和钯碳催化剂的作用下进行还原处理，得到化合物G；
S17.将所述化合物G在二氯亚砜或二氧化硒的作用下进行闭环处理，得到化合物H；
S18.将所述化合物H在三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺作用下进行甲酰化处理，得到所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物；
其中，所述并二噻吩吡咯类化合物的结构通式为：
所述R1选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链。
本发明实施例含苯并氧族二唑单元的醛基化合物的制备以并二噻吩吡咯类化合物为原料，通过单边溴化处理、溴迁移处理、锂化处理、氧化闭环处理、肟化处理、还原处理、还原处理和甲酰化处理等一系列处理步骤，合成出含苯并氧族二唑单元的醛基化合物。通过该制备方法即可得到含苯并氧族二唑单元的醛基化合物，制备操作简单，合成路线清楚，合成效率高。
具体地，上述步骤S11中，获取并二噻吩吡咯类化合物，在N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)的作用下对所述并二噻吩吡咯类化合物进行单边溴化处理，得到化合物B。作为优选实施例，获取并二噻吩吡咯类化合物，按所述并二噻吩吡咯类化合物与所述N-溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1：(1～1.4)，溶解在四氢呋喃溶剂中，在室温下搅拌反应5～24小时，得到所述化合物B。本发明实施例，以并二噻吩吡咯类化合物为原料，在N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)的作用下进行溴化处理，即可得到溴化的化合物B，具体合成路线如下所示：
具体地，上述步骤S12中，对所述化合物B在二异丙基氨基锂(LDA)作用下进行碱催化溴迁移处理，得到化合物C。作为优选实施例，所述碱催化溴迁移处理的步骤包括：将所述化合物B，所述二异丙基氨基锂溶解在四氢呋喃溶剂中，在-70℃～-85℃条件下反应1～2小时，得到所述化合物C。作为更优选实施例，所述化合物B与所述二异丙基氨基锂的摩尔量为1：(1～1.3)。本发明实施例通过对化合物B在二异丙基氨基锂作用下进行碱催化溴迁移处理，即可将化合物B上的溴元素迁移到硫元素的间位，具体合成路线如下所示：
具体地，上述步骤S13中，将所述化合物C在正丁基锂的作用下进行锂化处理，得到化合物D。作为优选实施例，所述锂化处理的步骤包括：将所述化合物C溶解在无水四氢呋喃中，在-50℃～-78℃下加入所述正丁基锂，反应60～150分钟，得到第一溶液；将溴化铜和溴化锂加入无水四氢呋喃中，搅拌10～60min，降温至-40℃，得到第二溶液；将草酰氯溶解在无水四氢呋喃中，得到第三溶液；将第一溶液加入第二溶液中，反应约5～10min后，添加第三溶液反应1～4小时升至室温，得到所述化合物D。作为更优选实施例，所述化合物C、所述正丁基锂、所述溴化铜、所述溴化锂和所述草酰氯的摩尔比为1：(1～1.1)：(1～1.1)：(0.4～0.5)。本发明实施例化合物C与正丁基锂、溴化铜、溴化锂和草酰氯等试剂进行锂化处理，发生交叉偶联反应，得到化合物D，具体合成路线如下所示：
具体地，上述步骤S14中，将所述化合物D在三氯化铁的作用下进行氧化闭环处理，得到化合物E。作为优选实施例，所述氧化闭环处理的步骤包括：以二氯甲烷为溶剂，加入无水三氯化铁，后搅拌30～120秒后，添加所述化合物D，在室温下反应1～4小时，得到所述化合物E。作为更优选实施例，所述化合物D和所述无水三氯化铁的摩尔比为1：(3～6)。本发明实施例化合物D在三氯化铁的作用下进行氧化闭环处理，即可得到闭环后的化合物物E，具体的合成路线如下所示：
具体地，上述步骤S15中，将所述化合物E在盐酸羟胺的作用下进行肟化处理，得到二肟化合物F。作为优选实施例，所述肟化处理的步骤包括：在氮气保护下，将所述化合物E和所述盐酸羟胺添加到无水乙醇溶剂中，加热回流约10～40小时，得到所述化合物F。作为更优选地实施例，所述化合物E和所述盐酸羟胺的摩尔量之比为1：(2.4～4)。本发明实施例将化合物E与盐酸羟胺以合适比例在乙醇溶剂中，加热回流进行肟化处理，即可得到肟化后的二肟化合物F，具体合成路线如下：
具体地，上述步骤S16中，将所述化合物F在水合肼和钯碳催化剂的作用下进行还原处理，得到化合物G。作为优选实施例，所述还原处理的步骤包括：在保护气体下，将所述化合物F添加到无水乙醇溶剂中，然后添加所述钯碳加热至60～80℃，添加溶于无水乙醇的水合肼溶液，在80～90℃下反应24～72小时，得到所述化合物G。作为更优选地实施例，所述二氯甲烷、所述氯化亚砜和所述三乙胺的体积比为(15～60)：10：(2～1)，所述化合物G和所述二氯甲烷的质量比为1：(15～45)。本发明实施例化合物F在氮气、氩气、或氦气等保护气体下，与水合肼、钯碳催化剂等进行还原处理，即可得到化合物G，具体合成路线如下所示：
具体地，上述步骤S17中，将所述化合物G在二氯亚砜或二氧化硒的作用下进行还原处理，得到化合物H。本发明实施例化合物G通过还原处理，即可得到苯并噻二唑或苯并硒二唑的七并稠环中心核化合物H。
在一些实施例中，所述闭环处理的步骤包括：在氮气保护下，将所述化合物G溶解在二氯甲烷中，在室温下加入氯化亚砜和三乙胺，加热回流2～10小时，得到所述化后物H1。作为更优选实施例，所述二氯甲烷、所述氯化亚砜和所述三乙胺的体积比为(15～60)：10：(2～1)，所述化合物G和所述二氯甲烷的质量比为1：(15～45)，具体合成路线如下所示：
在一些实施例中，将所述化合物G溶解在无水乙醇中，加热回流后，添加所述二氧化硒的水溶液，搅拌回流3～6小时，得到所述化合物H2。作为更有选实施例，所述化合物G和所述二氧化硒的摩尔比为1:(1～2)，具体合成路线如下所示：
具体地，上述步骤S18中，将所述化合物H在三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺作用下进行甲酰化处理，得到所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物。作为优选实施，所述甲酰化处理的步骤包括：将所述化合物H和所述三氯氧磷溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，加热至80～90℃反应6～24小时，得到所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物。作为更优选实施例，所述化合物H与所述三氯氧磷的摩尔比为1:(10～30)。本发明实施例化合物H在三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺作用下进行甲酰化处理，即可得到含苯并氧族二唑单元的醛基化合物，其中，含苯并噻二唑单元的醛基化合物(I)合成路线，含苯并硒二唑单元的醛基化合物(J)合成路线，分别如下所示：
本发明实施例还提供了一种有机太阳能电池，包括光捕获的活性层，所述光捕获的活性层中包含有上述基于苯并氧族二唑的受体材料或上述方法制备的基于苯并氧族二唑的受体材料。
本发明实施例提供的有机太阳能电池，由于光捕获的活性层中包含有：紫外可见光光谱吸收带宽(350-1150nm)，光学带隙窄，吸光性能力强，具有较好的太阳光捕获能力，能隙小、溶解性好等优良性能的基于苯并氧族二唑的受体材料，将其应用于有机太阳能电池器件的光捕获的活性层中，使器件具有较高的短路电流(9.16mA/cm2)，较大的开路电压(0.74V)和较高的光电转化效率，达4.41％，应用前景广阔。
作为优选实施例，将基于苯并氧族二唑的受体材料与电子给体制成活性层用于有机太阳能电池器件。将基于苯并氧族二唑的受体材料和电子给体材料混合，加入适当的溶剂氯仿或氯苯，加热搅拌使其完全溶解，旋涂在导电玻璃上制备出一层薄膜，在薄膜上制备电极做成电池器件。
作为优选实施例，电子给体材料选自PBDB-T、PTB7-th、J61、J71、PBDB-T-2F和PBDB-T-2Cl中至少一种，结构式如下所示：
作为优选实施，所述与基于苯并氧族二唑的受体材料与所述电子给体材料的摩尔比为1：(1～2)。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例基于苯并氧族二唑的受体材料及其制备方法和应用的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
一种基于苯并噻二唑的受体材料的制备方法，如附图1合成路线所示：
S10.以
为原料化合物1合成含苯并噻二唑单元的醛基化合物。
①将化合物1(5.0g，12.4mmol)溶解在100mL的四氢呋喃中，常温搅拌，分批加入N-溴代琥珀酰亚胺(2.21g，12.4mmol)，在常温下搅拌反应12小时，之后加入40mL的饱和亚硫酸钠溶液，用二氯甲烷萃取三次，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色液体，即化合物2，产率为90.4％。MS(EI，m/z)481.2；
②将化合物2(4.0g，8.3mmol)溶解在60mL的四氢呋喃中，之后降温至-78℃，搅拌，逐渐滴加2M的二异丙基氨基锂溶液4.35mL(8.7mmol)，-78℃反应1小时，之后加水淬灭，用乙醚萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色液体，即化合物3，产率为85.6％。MS(EI，m/z)481.2；
③将化合物3(2.5g，5.2mmol)溶解在30mL的无水四氢呋喃中，降温至-78℃，搅拌。将2.5M的正丁基锂(2.1mL，5.2mmol)逐渐加入到该溶液中，之后在-78℃反应二小时得到第一溶液。同时，将溴化亚铜(0.75g，5.2mmol)和溴化锂(0.45g，5.2mmol)加入40mL的无水四氢呋喃中，之后搅拌使固体完全溶解。降温至-40℃，得到第二溶液。将草酰氯(0.33g，2.6mmol)溶解在10mL的无水四氢呋喃中，之后降温至-40℃得到第三溶液。将第一溶液逐渐加入第二溶液中，搅拌10min。然后将第三溶液缓慢加入溶液B中，之后-78℃反应二小时，然后升至室温。用饱和氯化铵溶液淬灭，之后将四氢呋喃旋干。然后用乙醚萃取，干燥，用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到无色液体，即化合物4，产率为78.2％。MS(EI，m/z)860.45；
④将无水三氯化铁(1.27g，7.8mmol)加入到70mL的二氯甲烷中，通入氮气保护，之后搅拌10min，然后将化合物4(2.2g，2.6mmol)加入反应液中，之后室温搅拌二小时。然后用15mL的冰水淬灭，用乙酸乙酯萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物5，产率为81.6％。MS(ESI，m/z)[M+H]+859.4；
⑤在氮气保护下，向250mL的烧瓶中加入化合物5(1.3g，1.51mmol)、盐酸羟胺(0.26g，3.8mmol)和无水乙醇(100mL)，之后加热回流20小时，然后加入一定量的水，用乙酸乙酯萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物6，产率为71.5％。MS(ESI，m/z)[M+H]+889.5；
⑥将化合物6(1.1g，1.24mmol)加入到100mL的无水乙醇中，氮气保护下，加入含10％钯碳催化剂(1.8g)，之后将溶液加热至65℃，将溶于无水乙醇(3mL)的水合肼(2mL)缓慢滴加入反应液中，之后反应40小时。用乙酸乙酯萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和乙酸乙酯为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物7，产率为68.6％。MS(ESI，m/z)[M+H]+859.5；
⑦化合物7(0.8g，0.93mmol)溶解在30mL的二氯甲烷中，在氮气保护下，在室温下向溶液中缓慢加入氯化亚砜(6mL)和三乙胺(2mL)，之后加热回流5小时。降温至室温，将反应液缓慢加入冰水中，之后用乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到白色固体，即化合物8，产率为86.7％。MS(ESI，m/z)[M+H]+875.4；
⑧将化合物8(0.5g，0.56mmol)溶解在15mL的N，N-二甲基甲酰胺中，用氮气保护，将反应体系降温至0℃，然后缓慢加入三氯氧磷(5mL)，在0℃反应2小时，之后升温至90℃反应12小时，之后用乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到白色固体，即含苯并噻二唑单元的醛基化合物，产率为72.4％。MS(ESI，m/z)[M+H]+943.4；
S20.以
为吸电子化合物，将含苯并噻二唑单元的醛基化合物(0.35g，0.37mmol)，1，1－二氰基亚甲基－3－茚酮
(0.57g，2.96mmol)，吡啶(2mL)溶解在氯仿(25mL)中，在氮气保护下回流过夜，降至室温。之后用氯仿萃取，用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到蓝色固体(IC-CN)，即基于苯并噻二唑的受体材料，产率为58.5％。MS(TOF，m/z)[M+H]+1269.5；1HNMR(400MHz，CDCl3)δ8.15(s，2H)，7.36(dt，J＝7.6，3.6Hz，4H)，7.22(dt，J＝7.6，3.4Hz，4H)，3.65(d，J＝7.2Hz，4H)，1.31(t，J＝6.4Hz，2H)，1.25-1.08(m，24H)，0.92-0.84(m，12H)。
本发明实施例制备的基于苯并噻二唑的受体材料在溶液和薄膜中的吸收光谱图如附图3所示，由图3可知，本发明实施例制备的基于苯并噻二唑的受体材料具有非常好的紫外光吸收(350-1150nm)，窄的光学带隙，为1.08eV，比常用的非富勒烯受体小分子的光学带隙要小0.2～0.3eV，有利于提高光电转化效率。
本发明实施例制备的基于苯并噻二唑的受体材料的循环伏安图如附图4所示，有附图4可知，本发明实施例制备的基于苯并噻二唑的受体材料HOMO能级为-5.45eV，LUMO能级为-3.95eV，能隙较小，为-1.5eV，有利于电子迁移。
实施例2
一种基于苯并硒二唑的受体材料的制备方法，如附图2合成路线所示：
S10.以
为原料化合物1合成含苯并硒二唑单元的醛基化合物。
①将化合物1(5.0g，12.4mmol)溶解在100mL的四氢呋喃中，常温搅拌，分批加入N-溴代琥珀酰亚胺(2.21g，12.4mmol)，在常温下搅拌反应12小时，之后加入40mL的饱和亚硫酸钠溶液，用二氯甲烷萃取三次，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色液体，即化合物2，产率为90.4％。MS(EI，m/z)481.2；
②将化合物2(4.0g，8.3mmol)溶解在60mL的四氢呋喃中，之后降温至-78℃，搅拌，逐渐滴加2M的二异丙基氨基锂溶液4.35mL(8.7mmol)，-78℃反应1小时，之后加水淬灭，用乙醚萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色液体，即化合物3，产率为85.6％。MS(EI，m/z)481.2；
③将化合物3(2.5g，5.2mmol)溶解在30mL的无水四氢呋喃中，降温至-78℃，搅拌。将2.5M的正丁基锂(2.1mL，5.2mmol)逐渐加入到该溶液中，之后在-78℃反应二小时得到第一溶液。同时，将溴化亚铜(0.75g，5.2mmol)和溴化锂(0.45g，5.2mmol)加入40mL的无水四氢呋喃中，之后搅拌使固体完全溶解。降温至-40℃，得到第二溶液。将草酰氯(0.33g，2.6mmol)溶解在10mL的无水四氢呋喃中，之后降温至-40℃得到第三溶液。将第一溶液逐渐加入第二溶液中，搅拌10min。然后将第三溶液缓慢加入溶液B中，之后-78℃反应二小时，然后升至室温。用饱和氯化铵溶液淬灭，之后将四氢呋喃旋干。然后用乙醚萃取，干燥，用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到无色液体，即化合物4，产率为78.2％。MS(EI，m/z)860.45；
④将无水三氯化铁(1.27g，7.8mmol)加入到70mL的二氯甲烷中，通入氮气保护，之后搅拌10min，然后将化合物4(2.2g，2.6mmol)加入反应液中，之后室温搅拌二小时。然后用15mL的冰水淬灭，用乙酸乙酯萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物5，产率为81.6％。MS(ESI，m/z)[M+H]+859.4；
⑤在氮气保护下，向250mL的烧瓶中加入化合物5(1.3g，1.51mmol)、盐酸羟胺(0.26g，3.8mmol)和无水乙醇(100mL)，之后加热回流20小时，然后加入一定量的水，用乙酸乙酯萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物6，产率为71.5％。MS(ESI，m/z)[M+H]+889.5；
⑥将化合物6(1.1g，1.24mmol)加入到100mL的无水乙醇中，氮气保护下，加入含10％钯碳催化剂(1.8g)，之后将溶液加热至65℃，将溶于无水乙醇(3mL)的水合肼(2mL)缓慢滴加入反应液中，之后反应40小时。用乙酸乙酯萃取，之后用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和乙酸乙酯为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物7，产率为68.6％。MS(ESI，m/z)[M+H]+859.5；
⑦化合物7(0.8g，0.93mmol)溶解在50mL的无水乙醇和四氢呋喃的混合液中，在氮气保护下，加热回流，向反应液中逐渐加入溶解在热水(10mL)中的二氧化硒(0.21g，1.86mmol)，之后加热回流5小时反应结束。将反应液缓慢加入冰水中，之后用乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到淡黄色固体，即化合物10，产率为79.5％。MS(ESI，m/z)[M+H]+935.4；
⑧将化合物10(0.5g，0.56mmol)溶解在15mL的N，N-二甲基甲酰胺中，用氮气保护，将反应体系降温至0℃，然后缓慢加入三氯氧磷(5mL)，在0℃反应2小时，之后升温至90℃反应12小时，之后用乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以石油醚和二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到黄色固体，即含苯并硒二唑单元的醛基化合物，产率76.8％。MS(ESI，m/z)[M+H]+991.4。
S20.以
为吸电子化合物，将含苯并硒二唑单元的醛基化合物(0.35g，0.37mmol)，1，1－二氰基亚甲基－3－茚酮
(0.57g，2.96mmol)，吡啶(2mL)溶解在氯仿(25mL)中，在氮气保护下回流过夜，降至室温。之后用氯仿萃取，用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱纯化，以二氯甲烷为淋洗剂，真空浓缩后得到蓝色固体(IS-CN)，即基于苯并硒二唑的受体材料，产率48.2％。MS(TOF，m/z)[M+H]+1343.4；1HNMR(400MHz，CDCl3)δ8.17(s，2H)，7.38(dt，J＝7.6，3.6Hz，4H)，7.24(dt，J＝7.6，3.4Hz，4H)，3.66(d，J＝7.2Hz，4H)，1.32(t，J＝6.4Hz，2H)，1.26-1.09(m，24H)，0.94-0.83(m，12H)。
实施例3
一种有机太阳能电池器件的制备方法及其光伏性能。
器件制备：以本发明实施例1制备得到的基于苯并噻二唑的受体材料为受体材料，以商业化的PTB7-th为给体材料，将给体材料和受体材料按照1：1进行称量，用邻二氯苯做溶剂，1，8-二碘辛烷为添加剂，搅拌均匀后进行旋涂，之后将片子分类选取不同的温度进行退火处理。处理完毕，刮阴极作为器件的正极接触口。接下来负极用铝蒸镀。
光伏性能：按照器件结构：ITO/PEDOT:PSS/PTB7-th：IC-CN/PDINO/Al制作有机太阳能电池，并对器件进行性能测试，其中序号2的J-V曲线图如附图5所示，具体测试结果如下表1所示：
由测试结果可知，有机太阳能电池中可实现较高的短路电流(9.16mA/cm2)和能量转化效率(PCE＝4.41％)，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于苯并氧族二唑的受体材料，其特征在于，所述受体材料的结构通式如下式(Ⅰ)所示：
其中，A选自氧族元素，R11和R12分别独立地选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，
X1和X2为吸电子单元，所述X1和X2分别独立地选自以下吸电子基团中的任意一种：
其中，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。
2.如权利要求1所述的基于苯并氧族二唑的受体材料，其特征在于，所述A选自硫或硒；和/或，
所述R11和所述R12分别独立地选自：
和/或，
所述T选自：氧、硫或硒。
3.如权利要求2所述的基于苯并氧族二唑的受体材料，其特征在于，所述R11和所述R12选自相同的所述C16～C30的支链烷基，所述X1和所述X2选自相同的所述吸电子基团。
4.一种基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取含苯并氧族二唑单元的醛基化合物和吸电子化合物；
获取弱碱性的催化剂，将所述催化剂、所述醛基化合物和所述吸电子化合物溶解于有机溶剂中，在60℃～70℃的条件下，回流12～24小时，得到基于苯并氧族二唑的受体材料；
其中，所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物为：
所述吸电子化合物选自以下化合物中的任意一种：
其中，A选自氧族元素，R1选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链，R2选自：氢、氟、氯、氰基、甲氧基、硫氧基或甲基，T选自氧族元素。
5.如权利要求4所述的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，其特征在于，所述醛基化合物和所述吸电子化合物的摩尔比为1：(4～20)；和/或，
所述弱碱性催化剂选自：哌啶、吡啶或喹啉。
6.如权利要求5所述的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自：氯仿或二氯甲烷；和/或，
所述A选自：硫或硒；和/或，
所述T选自：氧、硫或硒；和/或，
所述R1选自：
7.如权利要求4～6任意一项所述的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，其特征在于，所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物的合成包括以下步骤：
获取并二噻吩吡咯类化合物，在N-溴代琥珀酰亚胺的作用下对所述并二噻吩吡咯类化合物进行单边溴化处理，得到化合物B；
对所述化合物B在二异丙基氨基锂作用下进行碱催化溴迁移处理，得到化合物C；
将所述化合物C在正丁基锂的作用下进行锂化处理，得到化合物D；
将所述化合物D在三氯化铁的作用下进行氧化闭环处理，得到化合物E；
将所述化合物E在盐酸羟胺的作用下进行肟化处理，得到二肟化合物F；
将所述化合物F在水合肼和钯碳催化剂的作用下进行还原处理，得到化合物G；
将所述化合物G在二氯亚砜或二氧化硒的作用下进行闭环处理，得到化合物H；
将所述化合物H在三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺作用下进行甲酰化处理，得到所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物；
其中，所述并二噻吩吡咯类化合物的结构通式为：
所述化合物B、化合物C、化合物D、化合物E、化合物F、化合物G、化合物H的结构式分别为：
其中，A选自硫或硒元素，R1选自C16～C30的支链烷基，且所述C16～C30的支链烷基中，邻近所述N原子上连接的前三个碳中至少一个碳原子上形成支链。
8.如权利要求7所述的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，其特征在于，所述单边溴化处理的步骤包括：将所述并二噻吩吡咯类化合物与所述N-溴代琥珀酰亚胺溶解在四氢呋喃溶剂中，在室温下搅拌反应5～24小时，得到所述化合物B；和/或，
所述碱催化溴迁移处理的步骤包括：将所述化合物B，所述二异丙基氨基锂溶解在四氢呋喃溶剂中，在-70℃～-85℃条件下反应1～2小时，得到所述化合物C；和/或，
所述锂化处理的步骤包括：将所述化合物C溶解在无水四氢呋喃中，在-50℃～-78℃下加入所述正丁基锂，反应60～150分钟，得到第一溶液；将溴化铜和溴化锂加入无水四氢呋喃中，搅拌10～60min，降温至-40℃，得到第二溶液；将草酰氯溶解在无水四氢呋喃中，得到第三溶液；将所述第一溶液加入所述第二溶液中，反应约5～10min后，添加所述第三溶液反应1～4小时升至室温，得到所述化合物D；和/或，
所述氧化闭环处理的步骤包括：以二氯甲烷为溶剂，加入无水三氯化铁，后搅拌30～120秒后，添加所述化合物D，在室温下反应1～4小时，得到所述化合物E；和/或，
所述肟化处理的步骤包括：在氮气保护下，将所述化合物E和所述盐酸羟胺加入到无水乙醇溶剂中，加热回流约10～40小时，得到所述化合物F；和/或，
所述还原处理的步骤包括：在保护气体下，将所述化合物F添加到无水乙醇溶剂中，然后添加所述钯碳催化剂加热至60～80℃，添加溶于无水乙醇的水合肼溶液，在80～90℃下反应24～72小时，得到所述化合物G；和/或，
所述闭环处理的步骤包括：在氮气保护下，将所述化合物G溶解在二氯甲烷中，在室温下加入氯化亚砜和三乙胺，加热回流2～10小时，得到所述化合物H；或者，
将所述化合物G溶解在无水乙醇中，加热回流后，添加所述二氧化硒的水溶液，搅拌回流3～6小时，得到所述化合物H；和/或，
所述甲酰化处理的步骤包括：将所述化合物H和所述三氯氧磷溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，加热至80～90℃反应6～24小时，得到所述含苯并氧族二唑单元的醛基化合物。
9.如权利要求8所述的基于苯并氧族二唑的受体材料的制备方法，其特征在于，
所述并二噻吩吡咯类化合物与所述N-溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1：(1～1.4)；和/或，
所述化合物B与所述二异丙基氨基锂的摩尔量为1：(1～1.3)；和/或，
所述化合物C、所述正丁基锂、所述溴化铜、所述溴化锂和所述草酰氯的摩尔比为1：(1～1.1)：(1～1.1)：(0.4～0.5)；和/或，
所述化合物D和所述无水三氯化铁的摩尔比为1：(3～6)；和/或，
所述化合物E和所述盐酸羟胺的摩尔量之比为1：(2.4～4)；和/或，
所述水合肼、所述化合物F和所述钯碳催化剂的质量比为(60～300)：(20～30)：1；和/或，
所述二氯甲烷、所述氯化亚砜和所述三乙胺的体积比为(15～60)：10：(2～1)，所述化合物G和所述二氯甲烷的质量比为1：(15～45)；或者，
所述化合物G和所述二氧化硒的摩尔比为1:(1～2)；和/或，
所述化合物H与所述三氯氧磷的摩尔比为1:(10～30)。
10.一种有机太阳能电池，包括光捕获的活性层，其特征在于，所述光捕获的活性层中包含有如权利要求1～3任一所述的基于苯并氧族二唑的受体材料或如权利要求4～9任一所述的方法制备的基于苯并氧族二唑的受体材料。
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