技术摘要：
本发明提供了一种基于苯并[1,2‑b:4,5‑b']二噻吩的化合物，具有如式(Ⅰ)所示的结构，其中，R1为‑CnH2n 1，且R2为‑Cn 2H2n 5，n选自1～20的偶数。本发明还提供了一种基于苯并[1,2‑b:4,5‑b']二噻吩的化合物的制备方法。本发明提供的化合物体系中，π电子有更大离域  全部
背景技术：
有机小分子太阳能电池是有机太阳能电池重要的研究领域之一，它是以有机小分 子材料作为活性材料的太阳能电池，相对于聚合物材料，小分子材料具有以下优点：(1)具 有确定的结构和分子量，不存在不同批次材料性能有差异的问题，(2)分子的设计和调控空 间大，合成相对简单，(3)能级及带隙易于进行有效调控，(4)载流子迁移率相对较高，见相 关文献：Zhao  w ,Qian  D,Zhang  S,et  al .Fullerene-free  polymer  solar  cells  with  over  11％efficiency  and  excellent  thermal  stability  Adv  Mater,2016,28:4734- 4739；同时通过近些年来对分子的结构的持续优化，有机小分子太阳能电池已经获得了良 好光吸收和溶解度改善的材料，同时器件工艺的改进，已经使得此类材料的器件效率有了 显著的提高，展现了巨大的发展潜力。 合成新的给体材料是提高电池效率一个重要的途径之一，合成窄带隙的材料有利 于更好的吸收太阳光，而降低有机半导体材料带隙的主要方法有：(1)利用分子内给受体单 元之间的分子内电荷转移，(2)降低共轭主链的芳香性，鉴于此，许多研究者通过设计合成 含有D-A单元的材料调控材料能级，一些研究者已经设计合成含有A-D-A和D1-A-D2-A-D1的 小分子材料用于有机小分子太阳能电池，见有关文献：Lin  Y ,Li  Y ,Zhan  X .Small  m o l e c u l e  o rg a n i c  s e m i c o nd u c t o r s  f o r  h ig h - ef f i c i e n c y  o rg a n i c  photovoltaics.Chem  Soc  Rev,2012,41:4245-4272。 苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)作为合成中间体，因为其具有较大的共轭体系， 很好的对称平面性和优越的电荷传输性能，已经得到广泛关注，被研究者用于有机光电材 料的合成中，见有关文献：Zhou  J ,Zuo  Y,Wan  X,et  al.Solution-processed  and  high- performance  organic  solar  cells  using  small  molecules  with  a  benzodithiophene  unit.J  Am  Chem  Soc,2013,135:8484-8487，为此，基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT) 开发出具有D-A结构的小分子材料具有重要的经济价值和社会意义。
技术实现要素：
为了解决上述中的不足，本发明提供了一种基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化 合物及其制备方法，该化合物体系中的π电子有更大离域范围，能够使分子间更好地π-π堆 叠，有利于电荷的传输，能够有效提高基于此化合物有机小分子太阳能电池的开路电压及 光电转换效率，另外制备苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物的方法简单高效，产率高。 本发明第一个目的提供一种基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)的化合物，具 有如式(Ⅰ)所示的结构， 4 CN 111606921 A 说　明　书 2/12 页 式(Ⅰ)中，R1为-CmH2m 1，且R2为-CnH2n 1，其中，n＝m 2，m选自2～20自然数中的偶数。 优选的，所述R1选自-C2H5、-C4H9或-C6H13，相对应所述R2选自-C4H9、-C6H13或-C8H17。 本发明第二个目的提供一种基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物的制备方 法，包括以下步骤： S1、在惰性气体氛围中，将噻吩均匀分散于四氢呋喃中，于-78℃，加入正丁基锂均 匀混合，再加入烷基溴化物，混合均匀后，升温至60℃反应过夜，淬灭处理，制得烷基噻吩； S2、在惰性气体氛围中，将S1制得的烷基噻吩均匀分散于四氢呋喃中，于0℃，加入 正丁基锂后，升温至50℃，再加入苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮，混合均匀后，冷却 至室温，继续加入含有氯化亚锡的盐酸溶液反应1.5～2h，淬灭处理，制得烷基噻吩基-苯并 [1,2-b:4,5-b’]二噻吩； S3、在惰性气体氛围中，于-78℃，将S2制得的烷基噻吩基-苯并[1,2-b:4,5-b’]二 噻吩均匀分散于四氢呋喃中，再加入正丁基锂反应2h后，继续加入N,N’-二甲基甲酰胺 (DMF)，混合反应2.5h，淬灭处理，制得醛基取代中间物； S4、在惰性气体氛围中，将3-(二氰基亚甲基)靛酮以及S3制得的醛基取代中间物 均匀分散于氯仿中，再加入吡啶回流反应过夜，即得基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化 合物。 优选的，S1中，所述噻吩与溴代烷烃的摩尔比为1:1.2。 优选的，S2中，所述烷基-噻吩和苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-4,8-二酮的摩尔比 为3:1。 优选的，S3中，烷基噻吩基-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩与二甲基甲酰胺的摩尔比 为1:10。 优选的，S4中，醛基取代中间物与3-(二氰基亚甲基)靛酮的摩尔比为1:5。 优选的，S4中，醛基取代中间物与吡啶的摩尔比为1:7。 本发明第三个目的提供一种基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物在太阳能 电池中应用。 本发明与现有技术相比具有如下有益效果: 本发明提供的衍生物基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)，在BDT单元正交方向 引入噻吩环，而得到的基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的化合物，其该化合物体系中的π电 子有更大离域范围，能够使分子间更好地π-π堆叠，有利于电荷的传输，同时，增加了共轭结 构，而有效增加了对光谱的吸收。 5 CN 111606921 A 说　明　书 3/12 页 通过在分子结构中引入吸电子单元，使分子内形成推拉电子结构(D-A)，形成了分 子内电荷转移，这样的D-A结构调整了分子的带隙，使得光谱吸收红移，有利于提高基于此 化合物的有机小分子太阳能电池的开路电压及光电转换效率。 本发明提供的化合物原材料来源丰富，合成路线简单，产率高。 附图说明 图1是实施例1制得的BMIBDT-ThEH化合物的氢谱。 图2是实施例2制得的BMIBDT-ThBO化合物的氢谱。 图3是实施例3制得的BMIBDT-ThHD化合物的氢谱。