CN114805325B - 一种多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子及其制备方法与应用 - Google Patents

一种多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多吲哚酮类Zig‑Zag型双极性小分子及制备方法和应用，该有机共轭小分子可以应用于有机太阳能电池、有机场效应晶体管等多种类型器件的制备。本发明提供的多吲哚酮类Zig‑Zag型双极性小分子存在吲哚酮上的氧原子和噻吩环的硫原子之间的弱相互作用力，这有利于增强分子内和分子间的相互作用，缩小分子间堆积距离，促进小分子在形成半导体薄膜时进行有序的排列，进而提高电荷传输性能；该小分子具有优良的π‑π共轭体系和强给体受体交换性能、优异的分子间和分子内电荷转移特性，其电子迁移率可以达到1.19×10‑2cm2V‑1s‑1，空穴迁移率可达1.16×10‑2cm2V‑1s‑1，表现出了很好的双极性特征。

Description

一种多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子及其制备方法与 应用
技术领域
本发明属于有机光电功能材料技术领域，具体涉及一种基于多个吲哚酮单元的Zig-Zag型双极性小分子及其制备方法，与其在有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池(OSCs)中的应用。
背景技术
有机半导体材料具有结构易修饰、种类丰富、性能可调节、制备工艺简单、制造成本低、易于大面积应用及可用于柔性电子器件等优点，在有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池(OSCs)等领域具有极好的应用前景。近年，高性能单极性有机场效应晶体管的研究已经取得很大进展,如空穴迁移率已达到20cm2 V-1s-1和电子迁移率已达到10cm2 V-1s-1[J.Mater.Chem.2010,20,4994；Adv.Mater.2013,25,6158；Sci.China Chem.2015,58,947；Adv.Mater.2010,22,3876；Chem.Rev.2012,112,2208；Chem.Mater.2019,31,9488]。
双极性场效应晶体管同时允许电子和空穴传输，可以在不同的状态(N型和P型)下工作，对于简化电路的制造和赋予电路多功能性具有重要意义。双极性有机半导体材料需要较低的最低未占分子轨道(LUMO)能级，材料还需要有适当最高占据分子轨道(HOMO)能级致使空穴注入。考虑到通常采用单组分的金属作为源漏电极，HOMO和LUMO之间的能隙也不能太大。由于在能级方面的特殊要求，小分子双极性半导体材料的种类数量都较少，且迁移率一般比较低[Adv.Mater.2010,22,5409；J.Am.Chem.Soc.2011,133,20799；Adv.Mater.2012,24,647]。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子及其制备方法与应用，本发明提供多吲哚酮类Zig-Zag型小分子具有优良的分子平面性、分子间的有序堆积、良好的π-π堆积及重叠，平衡的载流子迁移率，满足有机场效应晶体管对有机半导体材料的使用需求。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子，所述多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子为(E)-1,1'-双(2-乙基己基)-6,6'-双(5-((Z)-1-(2-乙基己基)-2-氧代吲哚-3-亚基)甲基)噻吩-2-基)-(3,3'-双吲哚亚基)-2,2'-二酮((E)-1,1'-bis(2-ethylhexyl)-6,6'-bis(5-(((Z)-1-(2-ethylhexyl)-2-oxoindolin-3-ylidene)methyl)thiophen-2-yl)-[3,3'-biindolinylidene]-2,2'-dione)，其结构式如下式I所示：
基于一个总的发明构思，本发明还提供所述多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子的制备方法，包括以下步骤：
S1、将2-羟基吲哚和5-溴噻吩-2-甲醛在三乙胺和甲醇混合溶液中进行羟醛缩合反应得到化合物a：(E)-3-((5-溴噻吩-2-基)亚甲基)吲哚-2-酮；
S2、将化合物a进行烷基化得到化合物b：(Z)-3-((5-溴噻吩-2-基)亚甲基)-1-(2-乙基己基)吲哚-2-酮；
S3、将6-溴靛红和6-溴-2-吲哚酮在盐酸和冰醋酸混合溶液中进行羟醛缩合反应得到化合物c，化合物c进行烷基化得到化合物d：(E)-6,6'-二溴-[3,3'-联吲哚亚基]-2,2'-二酮；
S4、将化合物d与联硼酸频那醇酯、乙酸钾混合后，在1,4-二氧六环溶液中进行Miyaura硼酸酯化反应得到含硼酸酯的单体化合物e：(E)-1,1'-双(2-乙基己基)-6,6'-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯甲醛-2-基)-[3,3'-双吲哚亚基]-2,2'-二酮；
S5、将化合物b与化合物e混合后加入到含有碳酸钾水溶液的甲苯和乙醇混合溶剂中进行交叉偶联反应，得到终产物多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子(ID(h-ID)2-4EH)。
作为优选，所述步骤S1中2-羟基吲哚和5-溴噻吩-2-甲醛的摩尔比为1:1，所述三乙胺和甲醇混合的体积比为1:40。
作为优选，所述步骤S3中化合物b与6-溴靛红和6-溴-2-吲哚酮的摩尔比为1:1，所述盐酸浓度为36～38％，所述盐酸与所述冰醋酸体积比为1:16～17。
作为优选，所述步骤S4中Miyaura硼酸酯化反应催化剂为[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯。
作为优选，所述步骤S5中碳酸钾水溶液的浓度为2M，所述甲苯和乙醇的混合体积比为2:1。
作为优选，所述步骤S5中交叉偶联反应的催化剂为钯。
基于一个总的发明构思，本发明还提供了所述多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子在制备有机太阳能电池中的应用。
基于一个总的发明构思，本发明还提供了所述多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子在制备有机场效应晶体管中的应用。
相比如现有技术，本发明开发的多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子具有以下优点：
1、本发明提供的多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子通过多个吲哚酮单元构造出了具有Zig-Zag型的平面性好的共轭小分子，分子内存在吲哚酮上的氧原子和噻吩环的硫原子之间的弱相互作用力，这有利于增强分子内和分子间的相互作用，缩小分子间堆积距离，促进小分子在形成半导体薄膜时进行有序的排列，进而提高电荷传输性能；
2、本发明提供的多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子，基于吲哚酮单元的共轭小分子具有优良的π-π共轭体系和强给体受体交换性能、优异的分子间和分子内电荷转移特性，同时该小分子材料还兼具良好的热稳定性和溶解性；
3、本发明提供的基于吲哚酮单元的共轭共轭小分子具有合适的HOMO和LUMO能级，有利于空穴和电子同时传输，因此，这类材料可广泛应用于有机太阳能电池和有机场效应晶体管，制备得到的有机场效应晶体管的电子迁移率可以达到1.19×10-2cm2 V-1s-1，空穴迁移率可达1.16×10-2cm2 V-1s-1；以本发明提供的基于多吲哚酮单元的Zig-Zag型共轭小分子作为给体材料，与富勒烯受体PC71BM共混制备的有机太阳能电池器件效率为1.18％；同时作为受体材料，与聚合物给体PCE10共混制备的电池器件效率为0.057％；
4、本发明提供的多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子具有确定的分子结构和分子量，优异的热稳定性和溶解性，易合成纯化、批次重复性高，具备良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实验例1共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的单晶数据图，图1(a)为ID(h-ID)2-4EH的单晶结构，图1(b)为ID(h-ID)2-4EH分子间的堆积图，图1(c)为小分子ID(h-ID)2-4EH的Zig-Zag构型及其叔端基所在平面与中间核所在平面的二面角；
图2为本发明实验例1共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的非共价键结构与性能关系图；
图3为本发明实验例2共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的热失重曲线；
图4为本发明实验例3共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的差示扫描量热曲线；
图5为本发明实验例4共轭小分子ID(h-ID)2-4EH在氯仿溶液和薄膜状态下的紫外-可见吸收光谱；
图6为本发明实验例4共轭小分子ID(h-ID)2-4EH在氯仿溶液中的摩尔吸光系数图；
图7为本发明实验例5共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的循环伏安曲线；
图8为本发明实验例6基于ID(h-ID)2-4EH:PC71BM共混制备的本体异质结有机太阳能电池的电流-电压曲线；
图9为本发明实验例6基于ID(h-ID)2-4EH:PCE10共混制备的本体异质结有机太阳能电池的电流-电压曲线；
图10为本发明实验例7所使用的双极性器件结构图；
图11为本发明实验例7基于ID(h-ID)2-4EH制备的的P型有机场效应晶体管的转移传输特性曲线；
图12为本发明实验例7基于ID(h-ID)2-4EH制备的P型有机场效应晶体管的输出特性曲线；
图13为本发明实验例7基于ID(h-ID)2-4EH制备的的N型有机场效应晶体管的转移传输特性曲线；
图14为本发明实验例7基于ID(h-ID)2-4EH制备的N型有机场效应晶体管的输出特性曲线。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
实施例1
多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子(ID(h-ID)2-4EH)的合成
ID(h-ID)2-4EH的合成路线如下:
ID(h-ID)2-4EH的具体合成步骤为：
1、(E)-3-((5-溴噻吩-2-基)亚甲基)吲哚-2-酮(化合物3)的合成
氮气保护下，在250mL单口瓶中加入2-羟基吲哚(化合物1)(4.00g.0.03mmol)，5-溴噻吩-2-甲醛(化合物2)(5.75g.0.03mmol)，3mL三乙胺和120mL甲醇。将体系升至70℃反应回流搅拌24小时，冷却抽滤，分别用水、甲醇和乙酸乙酯洗涤，烘干得到产物为橙黄色固体化合物3(9.00g，产率：98％)。化合物3直接投入下一步反应。
2、(Z)-3-((5-溴噻吩-2-基)亚甲基)-1-(2-乙基己基)吲哚-2-酮(化合物4)的合成
氮气保护下，将化合物3(2.00g,6.53mmol)、溴代异辛烷(1.89g,9.80mmol)、K2CO3(3.60g,26.12mmol)加入到65mL无水N,N-二甲基甲酰胺中，100℃下搅拌反应过夜，冷却至室温，倒入50mL水中，用二氯甲烷萃取，合并有机相经无水硫酸镁干燥、过滤、减压蒸馏去除有机溶剂，获得的粗产物过硅胶柱(洗脱剂为石油醚：二氯甲烷＝5:1,v/v)，得到黄色晶体化合物4(2.29g，产率：84％)。
化合物4的核磁共振氢谱分析为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.61(s,1H),7.53(d,J＝7.5Hz,1H),7.40(d,J＝4.0Hz,1H),7.32-7.28(m,1H),7.15(d,J＝4.0Hz,1H),7.07(t,J＝7.6Hz,1H),6.87(d,J＝7.8Hz,1H),3.77-3.66(m,2H),1.94-1.88(m,1H),1.43-1.31(m,8H),0.96-0.88(m,6H).
3、(E)-6,6'-二溴-[3,3'-联吲哚亚基]-2,2'-二酮(化合物7)的合成
氮气保护下，在250mL单口瓶中加入6-溴靛红(化合物5)(5.00g.22.10mmol)，6-溴-2-吲哚酮(化合物6)(4.69g.22.10mmol)，6mL 36～38％盐酸水溶液和100mL冰醋酸。回流搅拌反应24小时，冷却抽滤，分别用水、甲醇和乙酸乙酯洗涤，烘干得到产物为褐色固体化合物7(8.60g，产率：93％)。化合物7直接投入下一步反应。
4、(E)-6,6'-二溴-[3,3'-联吲哚亚基]-2,2'-二酮(化合物8)的合成
氮气保护下，将化合物7(4.00g,9.50mmol)、溴代异辛烷(6.42g,33.25mmol)、K2CO3(7.90g,57.00mmol)加入到60mL无水N,N-二甲基甲酰胺中，100℃下搅拌反应过夜，冷却至室温，倒入50mL水中，用二氯甲烷萃取，合并有机相经无水硫酸镁干燥、过滤、减压蒸馏去除有机溶剂，获得的粗产物过硅胶柱(洗脱剂为石油醚：二氯甲烷＝4:1,v/v)，得到深红色固体化合物8(5.29g，产率：74％)。
化合物8的核磁共振氢谱分析为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(d,J＝8.6Hz,1H),7.17(dd,J＝8.6,1.8Hz,1H),6.93(s,1H),3.79-3.64(m,2H),1.95-1.89(m,1H),1.45-1.30(m,8H),0.98-0.88(m,6H)
5、(E)-1,1'-双(2-乙基己基)-6,6'-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧苯甲醛-2-基)-[3,3'-双吲哚亚基]-2,2'-二酮(化合物9)的合成
氮气保护下，在250mL单口瓶中加入化合物8(3.00g.4.66mmol)，联硼酸频那醇酯(2.48g,9.78mmol)，乙酸钾(2.74g,27.93mmol)，1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(Pd(dppf)Cl2)(102mg,0.14mmol)和120mL 1,4-二氧六环。将体系升至90℃搅拌反应24小时后，冷却至室温，用水洗涤5次以上，二氯甲烷萃取，合并有机相经无水硫酸镁干燥、过滤、减压蒸馏去除有机溶剂，获得的粗产物过硅胶柱(洗脱剂为石油醚：二氯甲烷＝1:1,v/v)，得到棕色固体化合物9(1.62g，产率：47％)。
化合物9的核磁共振氢谱分析为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.14(d,J＝7.9Hz,1H),7.49(d,J＝8.0Hz,1H),7.18(s,1H),3.79-3.64(m,2H),1.95-1.89(m,1H),1.45-1.30(m,8H),0.98-0.88(m,6H).
6、(E)-1,1'-双(2-乙基己基)-6,6'-双(5-((Z)-1-(2-乙基己基)-2-氧代吲哚-3-亚基)甲基)噻吩-2-基)-(3,3'-双吲哚亚基)-2,2'-二酮(小分子ID(h-ID)2-4EH)的合成
氮气保护下，将化合物4(248mg,0.59mmol)，化合物9(146mg,0.20mmol)，碳酸钾水溶液(2M,4mL)加入到25mL甲苯和12mL乙醇混合溶剂中，然后加入四三苯基膦钯Pd(PPh3)4(11.6mg,0.01mmol)，于100℃下搅拌反应24小时后，冷却至室温，倒入60mL水中，用三氯甲烷萃取，合并有机相经无水硫酸镁干燥、过滤、减压蒸馏去除有机溶剂，获得的粗产物过硅胶柱(洗脱剂为石油醚：三氯甲烷＝1:1,v/v)，将浓缩后的深红色产物进一步通过三氯甲烷和甲醇重结晶，最终得到具有金属光泽的深红色晶体状化合物ID(h-ID)2-4EH(128mg，产率：56％)。
小分子ID(h-ID)2-4EH的核磁共振氢谱、碳谱和质谱分析如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.16(d,J＝8.4Hz,1H),7.82(d,J＝4.0Hz,1H),7.65(s,1H),7.53(d,J＝7.5Hz,1H),7.46(d,J＝4.0Hz,1H),7.43(d,J＝6.9Hz,1H),7.30-7.24(m,1H),7.08(d,J＝4.1Hz,1H),7.05(d,J＝7.5Hz,1H),6.85(d,J＝7.8Hz,1H),3.77-3.67(m,4H),1.96-1.88(m,2H),1.46-1.30(m,16H),1.01-0.88(m,12H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ168.68,166.79,151.12,145.91,142.23,138.57,138.27,137.56,132.32,130.35,128.62,127.50,124.87,124.10,122.09,121.94,121.62,120.10,118.88,108.68,105.44,44.32,37.90,30.96,30.91,28.95,28.91,24.37,24.30,23.24,14.26,14.23,11.00,10.92.
MS(MALDI-TOF):calcd.for C74H88N4O4S2[M]+1161.63；found 1161.34.
实验例1
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的单晶数据
实施例1中的共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的单晶结构及其分子间的堆积情况如图1所示。由图1(a)可知，ID(h-ID)2-4EH具有Zig-Zag构型，封端受体吲哚酮结构上的氧与相邻噻吩的硫原子之间距离为小于氧硫原子的范德华半径之和(为/>)，由此可推断ID(h-ID)2-4EH分子中存在氧硫非共价相互作用，这将有利于增强分子的平面性，进而提高其电荷传输能力；由图1(b)可知，这种作用力诱导小分子形成了致密、稳定的三维“Zig-Zag”型堆积方式；如图1(c)所示，中心核所在平面与端基所在平面构成的二面角为16.21°，进一步说明多吲哚酮类小分子ID(h-ID)2-4EH具有Zig-Zag构型，此外，分子间面与面的π-π堆积距离为/>这种紧密的堆积结构，也有利于促进电荷的有效传输。共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的非共价键结构与性能关系图如图2所示，ID(h-ID)2-4EH的非共价键结构显著提升了其电荷传输能力，其电子迁移率μe可以达到1.19×10-2cm2 V-1s-1，空穴迁移率μh可达1.16×10-2cm2 V-1s-1。
实验例2
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的热稳定性能测定
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的热稳定性能通过热失重(TGA)曲线分析得到，TGA曲线采用热分析仪(型号为Perking-El TGA)，以20℃/min的升温速率进行测试，相应的热失重曲线如图3所示。图3结果显示经本发明实施例1制备的共轭小分子的热分解温度为388℃，这表明小分子ID(h-ID)2-4EH可以应用到多种光电功能器件，比如有机太阳能电池，有机场效应晶体管等。
实验例3
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的结晶性能测定
实施例1制备的共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的DSC曲线如图4所示。从图4中可以看出，小分子ID(h-ID)2-4EH在加热至240℃时出现了明显尖锐的吸热峰，因为在加热时存在熔融过程导致的，冷却过程中在154℃位置出现了小而宽的放热峰，归属于小分子的结晶过程。因此，小分子ID(h-ID)2-4EH具有很好的结晶性能。
实验例4
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的光学性能测定
图5给出了小分子ID(h-ID)2-4EH在三氯甲烷溶液中和薄膜状态下的紫外-可见吸收光谱(UV-vis)，由图5可知：在三氯甲烷溶液中，ID(h-ID)2-4EH显示了两个特征的吸收峰：短波长的吸收峰为443nm，归结为小分子主链π-π*电子跃迁引起的；长波长处的最大吸收峰位于594nm，归结于分子内给体单元到受体单元的电荷转移(ICT)作用，相应的最大摩尔消光系数(ε)为3.33×104M-1cm-1(如图6所示)。与小分子ID(h-ID)2-4EH在三氯甲烷溶液的吸收光谱相比，小分子在固体膜中的吸收具有大约10nm的红移且伴随明显的肩峰出现，这主要由于在固体膜状态下具有更强的分子间作用力以及平面的刚性结构所引起的π-π堆积作用强。通过固体膜的边带吸收(λonset)可以计算出小分子的光学带隙(Eg opt)为1.67eV。结果表明分子内氧硫非共价键作用的存在能够显著的调控小分子的平面性和吸收光谱及光学带隙，有利于提高太阳光利用率，进而实现太阳能电池高的光电流和高的转换效率。
实验例5
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的电化学性能测定
通过电化学循环伏安法测定小分子ID(h-ID)2-4EH的氧化还原过程，得到相对于二茂铁的起始氧化还原电位，进而估算出材料的前线轨道能级(HOMO能级和LUMO能级)。采用三电级体系(铂为工作电极、铂丝为对电极和Ag/AgCl作为参比电极，二茂铁为内标)，将小分子ID(h-ID)2-4EH配成溶液滴到铂电极上制备成薄膜，然后将其置于0.1M四丁基六氟磷酸铵的乙腈电解质溶液中进行测试，测试整个过程需要氮气保护，结果如图7所示。
从图7中可知：小分子ID(h-ID)2-4EH对应的起始还原电位为-1.18V，氧化电位为0.56V。根据公式LUMO＝-(Ered,onset+4.8)eV，HOMO＝-(Eox,onset+4.8)eV估算出ID(h-ID)2-4EH的LUMO能级为-3.62eV，HOMO能级为-5.36eV，结果表明小分子ID(h-ID)2-4EH同时具有较低的HOMO和LUMO能级，可作为光活性层给体或者受体材料制备有机太阳能电池器件。
实验例6
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的光伏性能表征
本实施例所用的聚合物给体PCE10和电子受体PC71BM的结构式如下所示：
以实施例1所合成的共轭小分子ID(h-ID)2-4EH分别作为给体和受体材料在有机太阳能电池中应用。采用经典三明治器件结构(ITO/PEDOT:PSS/PCE10:DTCC-IC/Ca/Al)构造太阳能器件，基于ID(h-ID)2-4EH(给体材料):PC71BM和ID(h-ID)2-4EH(受体材料):PCE10共混制备的本体异质结有机太阳能电池的电流-电压曲线分别如图8和图9所示，相应光伏性能参数如表1所示。
表1光伏性能参数
由图8和图9以及表1的结果可知：当ID(h-ID)2-4EH为给体时，测得器件的能量转换效率为1.18％，当ID(h-ID)2-4EH为受体时，测得器件的能量转换效率为0.057％。由于小分子ID(h-ID)2-4EH具有较强的结晶性，导致共混后自聚集严重，因此短路电流和填充因子不理想，能量转换效率低。
实验例7
共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的双极性场效应性能表征
本发明所使用的器件结构图10所示：
以铝为栅电极(50nm)；OSC层为小分子ID(h-ID)2-4EH的薄膜，50℃下以5mg/mL溶解于氯仿中，在40℃下旋涂厚度为40nm的薄膜；源漏电极为Cr/Au源漏电极(3nm Cr/30nmAu)，源漏电极先后用丙酮(5min/2次)、异丙醇(5min/2次)、臭氧(15min)清洗。顶删绝缘层由聚合物绝缘体含氟聚丙烯酸酯CYTOP稀释溶液(2:1)旋涂后，薄膜在220℃下退火10分钟(340nm)；使用Keithley4200在N2氛围的手套箱中的测量，对所得有机场效应晶体管进行输出特性测试和转移特性测试，测试图见图11、13和图12、14，其中，图11和12为P型有机场效应晶体管退火后的输出特性测试和转移特性测试曲线；图13和14为N型有机场效应晶体管退火后的输出特性测试和转移特性测试曲线。
由图11和图12可见，本发明制备的基于多吲哚酮类共轭小分子ID(h-ID)2-4EH的OFET器件，在经过220℃退火后表现出平衡的空穴和电子传输，电子和空穴迁移率分别达到了1.19×10-2和1.16×10-2cm2 V-1s-1。结果表明ID(h-ID)2-4EH具有电子传输主导的双极性特性。
尽管结合了优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，应当理解所附权利要求概括了本发明的范围。在本发明构思的指导下，本领域的技术人员应当意识到，对本发明的各实施例方案所进行的一定的改变，都将被本发明的权利要求书的精神和范围所覆盖。

Claims (1)

1.一种多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子作为给体材料在制备有机太阳能电池中的应用，其特征在于，所述多吲哚酮类Zig-Zag型双极性小分子为(E)-1,1'-双(2-乙基己基)-6,6'-双(5-((Z)-1-(2-乙基己基)-2-氧代吲哚-3-亚基)甲基)噻吩-2-基)-(3,3'-双吲哚亚基)-2,2'-二酮，其结构式如下式I所示：
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