CN113336777B - 一种非富勒烯电子受体材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非富勒烯电子受体材料及其制备方法与应用，该材料以给电子结构为中心核单元，五元融合稠环为臂单元，端基使用3‑(二氰基亚甲基)靛酮及其衍生物等吸电子基团进行封端，得到一种星形非富勒烯电子受体材料。该材料不仅保持了线性非富勒烯电子受体材料的优势，还具有富勒烯电子受体材料高的电子迁移率和各向同性的电荷传输特性，它的多维几何结构有利于分子内电荷转移，这将降低能隙和扩大吸收范围。而且星状多维结构也能有效抑制过度聚集，有利于激子解离。该材料可以用作活性层的电子受体材料广泛应用于制备有机太阳能电池，可以获得优良的材料薄膜稳定性和优异的光电转换特性。

Description

一种非富勒烯电子受体材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于光电材料和应用领域，具体涉及到一种非富勒烯电子受体材料及其制备方法与应用。
背景技术
有机太阳能电池因其制作简单、重量轻、柔性、低毒性和原材料丰富等优点被认为是最有潜力的光伏技术之一。具有双连续互穿网络结构的体异质结太阳能电池的能量转换效率不断提高，最近已提高到18％以上。其中，电子供体(D)材料和电子受体(A)材料结合的活性层对功率转化效率起着决定性作用。因此，如何设计高效的有机半导体材料成为提高器件性能的关键。在众多的小分子非富勒烯电子受体材料中，星形电子受体不仅保持了非富勒烯材料的普遍优势，如光吸收强、能级可调、溶解性好和形态稳定性高等，还具有富勒烯的高电子迁移率和各向同性电荷传输特性。此外，它的三维几何结构有利于分子内电荷转移，这将减少能隙(Eg)和扩大吸收范围。而且三维结构也能有效抑制过度聚集，有利于激子解离。目前，最高效率几乎是通过使用A-D-A型非富勒烯电子受体材料实现，星形小分子电子受体也可以设计成以给电子单元为中心单元，以吸电子单元为外围单元，形成A-D-A结构。对于A-D-A型非富勒烯电子受体材料来说，HOMO主要依靠吸电子单元(外围单元)，而LUMO主要依靠给电子单元(中心单元)。因此，HOMO和LUMO能级可以通过改变给电子单元或吸电子单元来调节，这样，星形分子可以实现窄带隙。此外，星形分子的三维几何形状可以形成纳米尺度的相分离，这有利于激子解离。
如何实现共面结构和扭曲结构上的平衡以达到良好的π-π堆积促进电荷转移，避免分子的过度聚集，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种非富勒烯电子受体材料及其制备方法与应用，可以使用溶液加工如旋涂、丝网印刷或喷墨打印的方法制备正置器件结构以及倒置器件结构的有机太阳能电池器件，也可以用于采用串联的方式制备大面积叠层有机太阳能电池器件。通过优化器件结构和实施条件实现优异的光电特性，可以克服富勒烯电子受体高度对称的波函数导致的光学跃迁被禁止、材料薄膜稳定性差以及线性电子受体三维方向上各向同性电荷传输受限等技术问题。
本发明有益效果：本发明提供一种非富勒烯电子受体材料，该材料以给电子结构为中心核单元，五元融合稠环为臂单元，采用侧基修饰，端基使用3-(二氰基亚甲基)靛酮及其衍生物等吸电子基团进行封端；通过邬尔-齐格勒反应、维尔斯麦尔-哈克反应、Suzuki反应等一系列过程合成了此类材料，该材料具有合成过程成熟易控、合成产物容易分离提纯、合成产率高等优势；中心核单元的共轭结构以及臂单元的稠环结构使材料拥有优异的薄膜稳定性、高的电荷迁移率和出色的摩尔吸光系数，侧链基团则赋予材料优异的溶解性和成膜性。本发明制得的非富勒烯电子受体材料适用于旋涂、丝网印刷、喷墨打印等加工方式，能与活性层电子给体材料进行有效的光谱互补吸收和能级匹配，从而形成高效的有机太阳能电池器件；另外，其可广泛应用于有机太阳能电池正置器件结构以及倒置器件结构中，也可用于串联叠层有机太阳能电池器件中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例1中的化合物S-1的1H NMR谱图。
图2为本发明实施例1中的化合物S-1的13C NMR谱图。
图3为本发明实施例1中的化合物S-1的紫外可见光吸收光谱曲线。
图4为本发明实施例16中的有机太阳能器件结构示意图。
图5为本发明实施例1中S-1化合物的制备步骤图。
图6为本发明实施例2中S-2化合物的制备步骤图。
图7为本发明实施例3中S-7化合物的制备步骤图。
图8为本发明实施例4中S-10化合物的制备步骤图。
图9为本发明实施例5中S-13化合物的制备步骤图。
图10为本发明实施例6中S-16化合物的制备步骤图。
图11为本发明实施例7中S-19化合物的制备步骤图。
图12为本发明实施例8中S-22化合物的制备步骤图。
图13为本发明实施例9中S-23化合物的制备步骤图。
图14为本发明实施例10中S-24化合物的制备步骤图。
图15为本发明实施例11中S-25化合物的制备步骤图。
图16为本发明实施例12中S-26化合物的制备步骤图。
图17为本发明实施例13中S-31化合物的制备步骤图。
图18为本发明实施例14中S-33化合物的制备步骤图。
图19为本发明实施例15中S-40化合物的制备步骤图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本实施例提供的非富勒烯电子受体材料可以是如下的结构：
Figure BDA0003119550570000031
Figure BDA0003119550570000041
Figure BDA0003119550570000051
Figure BDA0003119550570000061
Figure BDA0003119550570000071
Figure BDA0003119550570000081
Figure BDA0003119550570000091
Figure BDA0003119550570000101
实施例1
S-1化合物的制备见图5；
具体步骤如下：
第Ⅰ步：取4,4,9,9-四辛基-4,9-二氢-s-茚满[1,2-b:5,6-b']二噻吩(a)(996.0mg，1.394mmol)、N-N二甲基甲酰胺(b)(157.9mg，1.812mmol)和三氯氧磷(256.5mg，1.673mmol)于反应烧瓶中，再加入20mL 1,2-二氯乙烷，在100℃条件下反应24h。得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，经硅胶色谱柱纯化，最后旋干后得到固体c(403.5mg，40.0％)。
第Ⅱ步：化合物c(389.4mg，0.524mmol)用10mL二氯甲烷溶解于反应瓶中，避光放入冰水浴中搅拌。取N-溴代丁二酰亚胺(d)(121.2mg，0.681mmol)溶解于10mLDMF中，并逐滴滴入两口反应瓶中，反应搅拌过夜，得到的产物经减压蒸馏后直接通过硅胶色谱柱纯化，旋干后得到e(378.8mg，88.1％)。
第Ⅲ步：化合物e(360mg，0.438mmol)与1,3,5-苯三硼酸三频哪醇酯(H-1)(60.6mg，0.132mmol)、四丁基溴化铵(0.014g，0.044mmol)以及Pd(PPh3)4(10mg，0.008mmol)放置于反应瓶中，抽换氮气3-4次，然后按照体积比1：3的比例加入氮气鼓泡的2molL-1K2CO3溶液和甲苯溶剂约40mL，在95℃下冷凝回流36h。得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，最后经硅胶色谱柱(DCM：PE＝3：1)纯化,旋干后得到f(117.8mg，38.8％)。
第Ⅳ步：取f(90.0mg，0.039mmol)和5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮(g)(32.3mg，0.141mmol)于反应瓶中，用12mL三氯甲烷溶解，搅拌情况下滴上三滴吡啶，在100℃下冷凝回流12h，得到的产物直接用硅胶色谱柱纯化，得到S-1(102.9mg，89.9％)。
化合物S-1产物MS(m/z)：2937.62；元素分析(C189H228F6N6O3S6):C,77.26；H,7.82；F,3.88；N,2.86；O,1.63；S,6.55.
实施例2
S-2化合物的制备步骤见图6。
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-2，不同的是使用H-2替换1,3,5-苯三硼酸三频哪醇酯(H-1)。第Ⅰ步产率41.8％，第Ⅱ步产率91.7％，第Ⅲ步产率38.6％，第Ⅳ步产率90.4％。
化合物S-2产物MS(m/z):3113.68；元素分析(C203H236F6N6O3S6):C,78.29；H,7.64；F,3.66；N,2.70；O,1.54；S,6.18.
实施例3
S-7化合物的制备过程见图7：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-7，不同的是使用H-7替换1,3,5-苯三硼酸三频哪醇酯(H-1)。第Ⅰ步产率40.6％，第Ⅱ步产率90.3％，第Ⅲ步产率37.5％，第Ⅳ步产率91.4％。
化合物S-7产物MS(m/z):3243.68；元素分析(C207H234F6N12O3S6):C,76.63；H,7.27；F,3.51；N,5.18；O,1.48；S,5.93.
实施例4
S-10化合物的制备见图8：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-10，不同的是使用H-10替换1,3,5-苯三硼酸三频哪醇酯(H-1)。第Ⅰ步产率41.2％，第Ⅱ步产率92.1％，第Ⅲ步产率39.4％，第Ⅳ步产率92.6％。
化合物S-10产物MS(m/z):3182.63；元素分析(C204H231F6N7O6S6):C,76.97；H,7.31；F,3.58；N,3.08；O,3.02；S,6.04.
实施例5
S-13化合物的制备见图9：
具体步骤如下：
第Ⅰ步：取4,4,9,9-四辛基-4,9-二氢-s-茚满[1,2-b:5,6-b']二噻吩(a)(996.0mg，1.394mmol)、N-N二甲基甲酰胺(b)(157.9mg，1.812mmol)和三氯氧磷(256.5mg，1.673mmol)于反应烧瓶中，再加入20mL 1,2-二氯乙烷，在100℃条件下反应24h。得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，经硅胶色谱柱纯化，最后旋干后得到c(403.5mg，40.0％)。
第Ⅱ步：化合物c(389.4mg，0.524mmol)用10mL二氯甲烷溶解于反应瓶中，避光放入冰水浴中搅拌。取N-溴代丁二酰亚胺(d)(121.2mg，0.681mmol)溶解于10mLDMF中，并逐滴滴入两口反应瓶中，反应搅拌过夜，得到的产物经减压蒸馏后直接通过硅胶色谱柱纯化，旋干后得到e(378.8mg，88.1％)。
第Ⅲ步：化合物e(360mg，0.438mmol)与四(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯甲醛-2-基)苯基)铬(H-13)(77.5mg，0.088mmol)、四丁基溴化铵(0.014g，0.044mmol)以及Pd(PPh3)4(10mg，0.008mmol)放置于反应瓶中，抽换氮气3-4次，然后按照体积比1：3的比例加入氮气鼓泡的2mol L-1K2CO3溶液和甲苯溶剂约40mL，在95℃下冷凝回流36h。得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，最后经硅胶色谱柱(DCM：PE＝3：1)纯化,旋干后得到f(87.7mg，29.8％)。
第Ⅳ步：取f(80.0mg，0.024mmol)和5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮(g)(30.4mg，0.132mmol)于反应瓶中，用12mL三氯甲烷溶解，搅拌情况下滴上三滴吡啶，在100℃下冷凝回流12h，得到的产物直接用硅胶色谱柱纯化，得到S-13(93.1mg，92.5％)。
化合物S-13产物MS(m/z)：4194.17；元素分析(C268H316F8GeN8O4S8):C,76.74；H,7.59；F,3.62；Ge,1.73；N,2.67；O,1.53；S,6.11
实施例6
S-16化合物的制备见图10：
与制备化合物S-13类似的方法制备式S-16，不同的是使用H-16替换四(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯甲醛-2-基)苯基)铬(H-13)。第Ⅰ步产率41.1％，第Ⅱ步产率90.1％，第Ⅲ步产率29.4％，第Ⅳ步产率92.0％。
化合物S-16产物MS(m/z):4298.28；元素分析(C278H318F8N12O4S8):C,77.65；H,7.45；F,3.53；N,3.91；O,1.49；S,5.96.
实施例7
S-19化合物的制备见图11：
与制备化合物S-13类似的方法制备式S-19，不同的是使用H-19替换四(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯甲醛-2-基)苯基)铬(H-13)。第Ⅰ步产率39.8％，第Ⅱ步产率91.4％，第Ⅲ步产率29.8％，第Ⅳ步产率93.7％。
化合物S-19产物MS(m/z):4128.22；元素分析(C269H312F8N8O4S8):C,78.23；H,7.61；F,3.68；N,2.71；O,1.55；S,6.21.
实施例8
S-22化合物的制备见图12：
与制备化合物S-13类似的方法制备式S-22，不同的是使用H-22替换四(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯甲醛-2-基)苯基)铬(H-13)。第Ⅰ步产率40.3％，第Ⅱ步产率91.9％，第Ⅲ步产率29.3％，第Ⅳ步产率94.9％。
化合物S-22产物MS(m/z):3992.18；元素分析(C258H308F8N8O4S8):C,77.59；H,7.77；F,3.81；N,2.81；O,1.60；S,6.42.
实施例9
S-23化合物的制备见图13：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-23，不同的是使用a-23替换a，g-23替换g。第Ⅰ步产率41.4％，第Ⅱ步产率91.4％，第Ⅲ步产率38.2％，第Ⅳ步产率90.5％。
化合物S-23产物MS(m/z):3227.38；元素分析(C189H228Cl6N6O15S6):C,70.30；H,7.12；Cl,6.59；N,2.60；O,7.43；S,5.96.
实施例10
S-24化合物的制备见图14：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-24，不同的是使用H-2替换H-1，a-24替换a，g-24替换g。第Ⅰ步产率41.7％，第Ⅱ步产率90.8％，第Ⅲ步产率39.2％，第Ⅳ步产率91.5％。
化合物S-24产物MS(m/z):3718.82；元素分析(C227H188Br6N6O3S6):C,73.30；H,5.09；Br,12.89；N,2.26；O,1.29；S,5.17.
实施例11
S-25化合物的制备见图15：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-25，不同的是使用H-3替换H-1，a-25替换a，g-25替换g。第Ⅰ步产率41.4％，第Ⅱ步产率90.5％，第Ⅲ步产率39.9％，第Ⅳ步产率91.9％。
化合物S-25产物MS(m/z):4355.98；元素分析(C234H225I6N9O15S6):C,64.50；H,5.21；I,17.48；N,2.89；O,5.51；S,4.41.
实施例12
S-26化合物的制备见图16：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-26，不同的是使用H-4替换H-1，a-26替换a，g-26替换g。第Ⅰ步产率41.8％，第Ⅱ步产率91.5％，第Ⅲ步产率39.6％，第Ⅳ步产率91.6％。
化合物S-26产物MS(m/z):2767.21；元素分析(C171H183N7O15S6):C,74.18；H,6.66；N,3.54；O,8.67；S,6.95.
实施例13
S-31化合物的制备见图17：
与制备化合物S-1类似的方法制备式S-31，不同的是使用H-9替换H-1，a-31替换a，g-31替换g。第Ⅰ步产率41.4％，第Ⅱ步产率91.6％，第Ⅲ步产率39.8％，第Ⅳ步产率91.2％。
化合物S-31产物MS(m/z):2940.49；元素分析(C192H210F3N9O3S6):C,78.41；H,7.20；F,1.94；N,4.29；O,1.63；S,6.54.
实施例14
S-33化合物的制备见图18：
与制备化合物S-13类似的方法制备式S-33，不同的是使用H-11替换H-13，a-33替换a，g33替换g。第Ⅰ步产率41.3％，第Ⅱ步产率90.9％，第Ⅲ步产率28.3％，第Ⅳ步产率93.9％。
化合物S-33产物MS(m/z):4024.97；元素分析(C221H220Br4Cl4N8O20S8):C,65.93；H,5.51；Br,7.94；Cl,3.52；N,2.78；O,7.95；S,6.37.
实施例15
S-40化合物的制备见图19：
与制备化合物S-13类似的方法制备式S-40，不同的是使用H-19替换H-13，a-40替换a，g-40替换g。第Ⅰ步产率41.4％，第Ⅱ步产率90.3％，第Ⅲ步产率27.3％，第Ⅳ步产率92.6％。
化合物S-40产物MS(m/z):2917.12；元素分析(C157H92I4N8O4S8):C,64.61；H,3.18；I,17.39；N,3.84；O,2.19；S,8.79.
实施例16
有机太阳能电池器件的制备：
有机太阳能电池器件制备过程：
器件结构为氧化铟锡(ITO)/ZnO/PBDB-T:S-1/MoO3/Ag。
OPV器件衬底的方阻为15ohm/square。
衬底使用ITO清洗液超声清洗10min、然后再进行超声清洗30min，分别使用去离子水清洗10min、丙酮清洗10min和异丙醇清洗10min，最后使用氮气吹干。将80mg/mL的ZnO溶液以4500r/min的速度旋涂在ITO衬底上，时间为1min，然后在空气中以200℃的温度退火1h。随后，衬底被转移至氮气气氛的手套箱内(水氧含量均小于0.1ppm)。
标准活性层在氯苯中的配置为：PBDB-T:S-1＝1:1.2，给受体在氯苯中的浓度为20mg/mL。将配置好的活性层溶液用2000r/min的转速均匀旋涂在制备好的衬底上。旋涂好活性层后将其转移到手套箱的通道中抽30min，然后转移到蒸镀仪器中蒸镀一层10nm厚的MoO3空穴传输层，接着，蒸镀上一层Ag电极，厚度为100nm厚，蒸镀的压力为1×10-6bar。电池的面积为0.04cm2。最后，使用Keithley 2400工作站测试电流-电压(J-V)曲线，使用Newport Thermo Oriel 91192型太阳光模拟器(AM 1.5G，100mW/cm2)来进行光电流的测试。其薄膜的分解温度(Td)，摩尔消光系数(εmax)，电子迁移率(μe)，短路电流(Jsc)，开路电压(Voc)，填充因子(FF)结果如表1所示。
实施例17
有机太阳能电池器件的制备：
除了使用表1中记载的各化合物来代替化合物S-1作为非富勒烯电子受体材料，按照与实施例16相同的方法来制备有机太阳能电池器件。
对于所得的有机太阳能电池器件，按照与实施例16相同的方法，测定其薄膜的分解温度(Td)，摩尔消光系数(εmax)，电子迁移率(μe)，短路电流(Jsc)，开路电压(Voc)，填充因子(FF)，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003119550570000151
Figure BDA0003119550570000161
从表1可以看出，本发明的非富勒烯电子受体材料由于其中心核单元与臂单元的含有大量刚性结构和共轭基团，其薄膜分解温度较高，都在360℃以上，具有良好的薄膜热稳定性。其摩尔消光系数均在2.30×105M-1cm-1左右，表明该物质对太阳光等光物质灵敏度高，对光的吸收能力强。其电子迁移率都在3×10-4cm2 V-1s-1，具有很高的电荷迁移率。其短路电流超过10mA/cm2，开路电压在1V附近，填充因子都在60％以上，表明其器件效率优秀优异。
对比例1
在实施例1的条件下，控制制备参数不同，具体如下：
第Ⅰ步：取4,4,9,9-四辛基-4,9-二氢-s-茚满[1,2-b:5,6-b']二噻吩(a)(1494.0mg，2.091mmol)、N-N二甲基甲酰胺(b)(473.7mg，6.273mmol)和三氯氧磷(384.75mg，2.510mmol)于反应烧瓶中，再加入20mL 1,2-二氯乙烷，在100℃条件下反应24h。得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，经硅胶色谱柱纯化，最后旋干后得到固体c(186.1mg，12.3％)；
第Ⅱ步：化合物c(180.3mg，0.242mmol)用10mL二氯甲烷溶解于反应瓶中，避光放入冰水浴中搅拌。取N-溴代丁二酰亚胺(d)(130.3mg，0.732mmol)溶解于10mLDMF中，并逐滴滴入两口反应瓶中，反应搅拌过夜，得到的产物经减压蒸馏后直接通过硅胶色谱柱纯化，旋干后得到e(135.1mg，67.9％)。
第Ⅲ步：化合物e(132.2mg，0.161mmol)与1,3,5-苯三硼酸三频哪醇酯(H-1)(10.9mg，0.024mmol)、四丁基溴化铵(5.0mg，0.016mmol)以及Pd(PPh3)4(1.25mg，0.001mmol)放置于反应瓶中，抽换氮气3-4次，然后按照体积比1：3的比例加入氮气鼓泡的2molL-1K2CO3溶液和甲苯溶剂约40mL，在95℃下冷凝回流36h。得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，最后经硅胶色谱柱(DCM：PE＝3：1)纯化,旋干后得到f(8.51mg，15.4％)。
第Ⅳ步：取f(8.0mg，0.003mmol)和5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮(g)(6.21mg，0.027mmol)于反应瓶中，用12mL三氯甲烷溶解，搅拌情况下滴上三滴吡啶，在100℃下冷凝回流12h，得到的产物直接用硅胶色谱柱纯化，得到S-1(6.71mg，76.1％)。
化合物S-1产物MS(m/z)：2937.62；元素分析(C189H228F6N6O3S6):C,77.26；H,7.82；F,3.88；N,2.86；O,1.63；S,6.55.
与实施例1-1相比，第Ⅰ步产率较低的原因一方面是因为生成了较多副产物：
Figure BDA0003119550570000171
另一方面，过大的摩尔投料比例也会使组分较少的原料被包裹住，不利于搅拌均匀，从而不利于反应，产率也会受到影响。
第Ⅱ步、第Ⅲ步、第Ⅳ步产率较低的原因主要是过大的摩尔投料比例使组分较少的原料被包裹住，不利于搅拌均匀，从而不利于反应，产率降低。
本发明将臂单元的结构为线性结构，将这种线性结构引入到给电子核单元中，结构更加多元，并且具有三维几何结构，能够提升其各向同性电荷传输，还能拓展其共轭结构和刚性稠环结构，薄膜稳定性提高，光谱调控范围更广，能与各种给体材料进行有效的光谱吸收从而提升器件性能。本发明的三维几何结构有利于分子内的电荷转移，有利于减少能隙和扩大吸收范围；高电子迁移率和各向同性电荷输运特性；强的光吸收、可调的能量水平、良好的溶解性和高形态稳定性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种非富勒烯电子受体材料，其特征在于：该材料具有如下式Ⅰ所示的结构式：
Figure FDA0003928895250000011
2.权利要求1所述的非富勒烯电子受体材料的制备方法，其特征在于：包括以下合成路线及合成步骤：
Figure FDA0003928895250000012
第Ⅰ步：取1.394mmol的4,4,9,9-四辛基-4,9-二氢-s-茚满[1,2-b:5,6-b']二噻吩a、1.812mmol的N-N二甲基甲酰胺b和1.673mmol的三氯氧磷，于反应烧瓶中，再加入20mL 1,2-二氯乙烷，在100℃条件下反应24h；
得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，经硅胶色谱柱纯化，最后旋干后得到固体c；
第Ⅱ步：取0.524mmol的化合物c，用10mL二氯甲烷溶解于反应瓶中，避光放入冰水浴中搅拌；取0.681mmolN-溴代丁二酰亚胺d，溶解于10mL DMF中，并逐滴滴入两口反应瓶中，反应搅拌过夜，得到的产物经减压蒸馏后直接通过硅胶色谱柱纯化，旋干后得到e；
第Ⅲ步：取0.438mmol化合物e与0.132mmol的1,3,5-苯三硼酸三频哪醇酯H-1，0.044mmol四丁基溴化铵，以及0.008mmol的Pd(PPh3)4，放置于反应瓶中，抽换氮气3-4次，然后按照体积比1：3的比例加入氮气鼓泡的2molL-1K2CO3溶液和甲苯溶剂约40mL，在95℃下冷凝回流36h；
得到的母液用水洗涤，并用二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥，然后经减压蒸馏蒸出多余溶剂，最后经硅胶色谱柱纯化，旋干后得到f；其中，硅胶色谱柱中DCM：PE＝3：1；
第Ⅳ步：取0.039mmol的f和0.141mmol的5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮g，于反应瓶中，用12mL三氯甲烷溶解，搅拌情况下滴上三滴吡啶，在100℃下冷凝回流12h，得到的产物直接用硅胶色谱柱纯化。
3.权利要求1所述非富勒烯电子受体材料在有机光电器件中作为电子受体材料的应用，其特征在于：所述有机光电器件包括有机太阳能电池器件、传感器和电子纸。
4.如权利要求3所述应用，其特征在于：所述有机光电器件采用溶液加工方法制作而成，溶液加工方法包括旋涂、丝网印刷和喷墨打印。
5.如权利要求3所述应用，其特征在于：所述有机太阳能电池器件为串联叠层有机太阳能电池器件。
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