受体型有机光伏材料苝二酰亚胺
苝酰亚胺小分子在有机太阳能电池中的应用
苝酰亚胺小分子在有机太阳能电池中的应用薛灵伟;杨运旭【摘要】苝酰亚胺类材料是研究最早并且最常见的非富勒烯电子受体材料,具有良好的光、热、化学稳定性、较高的摩尔吸光系数、较宽的太阳光谱响应范围、良好的电子传输能力、较高的电子亲和势和较强的接受电子能力等优点,是目前最好的n-型有机半导体材料之一.本文以茈酰亚胺和并噻吩为原料,合成一种大平面的苝酰亚胺小分子(PDI-TT-PDI),并以PCE10为给体,以PDI-TT-PDI为受体,考查了不同给受体比例、添加剂含量、不同退火温度对于器件效率的影响.%Perylene bisimide derivatives (PBIs) were some of the earliest and most common nonfullerene acceptors studied in BHJ organic solar cells because of their high electron mobility,strong absorption ability,and high environmental/thermal stability,Perylene bisimide derivatives (PBIs) is one of the best n-type organic semiconductor materials.One small molecule acceptor based on the Perylene bisimide derivatives and Thieno [3,2-b]thiophene was synthesized.The BHJ-PSCs was fabricated with PDI-TT-PDI as acceptor and PCE10 as donor for investigating the photovoltaic performance,and the photovoltaic performance of the B HJ-PSCs was optimized by changing the weight ratios of PCE10:PDI-TT-PDI,the amount of DIO additive and the temperature of the thermal annealing.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2017(031)003【总页数】6页(P69-74)【关键词】苝酰亚胺;受体;有机太阳能电池【作者】薛灵伟;杨运旭【作者单位】北京科技大学化学与生物工程学院,北京100083;北京科技大学化学与生物工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】O649.5正随着全球经济的发展，人类对能源需求量在逐年增加，寻求可持续发展的新型能源势在必行，太阳能作为取之无尽，用之无竭的清洁能源得到越来越多的重视。
含苝二酰亚胺(pdis)单元的有机半导体材料的合成、表征及其应用
苝二酰亚胺（p-disubstituted imidazole，PDI）是一种含有苝基和二酰亚胺基的有机单元，具有较高的电子转移常数和良好的稳定性，因此在有机半导体材料中具有重要的应用价值。
含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料的合成通常采用化学合成方法，常用的合成方法包括聚合反应、酯交换反应、加成反应等。
具体合成方法取决于所用的原料和所要合成的目标分子结构。
含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料的表征方法包括光谱分析方法（例如紫外-可见光谱分析、红外光谱分析、核磁共振光谱分析等）、结构分析方法（例如X射线衍射分析、元素分析等）和物理性质测量方法（例如拉曼光谱分析、光电性质测量、热电性质测量等）。
这些表征方法可以用来对含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料进行结构表征、光电性质测量和其他性质测量。
含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料具有较高的光电转换效率和较好的光学稳定性，因此在太阳能电池、发光二极管、显示器等领域具有广泛的应用前景。
例如，含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料可以用于制备高效的太阳能电池，其中太阳能电池的光电转换效率可以达到12%以上；含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料还可以用于制备高亮度的发光二极管，其中发光二极管的光输出功率可以达到几十瓦；含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料还可以用于制备高分辨率的显示器，其中显示器的分辨率可以达到几百万像素。
含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料还可以用于制备传感器、生物医学传感器等应用。
例如，含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料可以用于制备生物医学传感器，可以用于检测血液中的生物分子或药物浓度等信息；含苝二酰亚胺单元的有机半导体材料还可以用于制备环境监测传感器，可以用于检测大气中的污染物浓度等信息。
苝二酰亚胺衍生物、及其在太阳能电池的应用及制备方法[发明专利]
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专利名称：苝二酰亚胺衍生物、及其在太阳能电池的应用及制备方法
专利类型：发明专利
发明人：孙艳明,孙晓波,蔡芸皓
申请号：CN201410660258.4
申请日：20141118
公开号：CN104447744A
公开日：
20150325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及有机光伏材料领域，具体涉及苝二酰亚胺衍生物，及苝二酰亚胺衍生物为受体材料太阳能电池及制备方法。
1,6,7,12-四取代苝二酰亚胺衍生物：R选自任一基团：C的烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基杂芳香基、含取代基烷基杂芳香基、烷基杂环基、含取代基烷基杂环基；R选自：C的芳香基、含取代基的芳香基、含取代基芳香杂环基、烷氧基杂芳基、含取代基烷氧基杂芳基中任一种；或C芳香杂环基、含取代基芳香杂环基、多元素芳香杂环、含取代基多元素芳香杂环。
本发明增加苝二酰亚胺衍生物的种类，且在有机太阳能电池应用。
申请人：北京航空航天大学
地址：100191 北京市海淀区学院路37号
国籍：CN
代理机构：北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：杨兵
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苝二酰亚胺衍生物、其制备方法、其在太阳能电池中的用途和太阳能
专利名称：苝二酰亚胺衍生物、其制备方法、其在太阳能电池中的用途和太阳能电池
专利类型：发明专利
发明人：李翠红,刘俊成,高燕
申请号：CN202011435549.5
申请日：20201210
公开号：CN112552318A
公开日：
20210326
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种苝二酰亚胺衍生物，由于其呈四臂星型，能够有效的减弱分子间的π‑π相互作用，抑制其在成膜过程中的自聚集作用。
因此，将其作为有机太阳能电池中的受体材料，与聚合物给体共混可以获得合适的相分离形貌，提高光电转化效率，更有利于有机太阳能电池的商业化。
本发明还提供了该衍生物的制备方法、在太阳能电池中的用途，及包括该衍生物的太阳能电池。
申请人：北京师范大学
地址：100089 北京市海淀区新街口外大街19号
国籍：CN
代理机构：深圳深瑞知识产权代理有限公司
代理人：刘慧玲
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一类硒取代的苯并二苝酰亚胺及合成方法和在太阳能电池中的应用[
专利名称：一类硒取代的苯并二苝酰亚胺及合成方法和在太阳能电池中的应用
专利类型：发明专利
发明人：袁忠义,朱国民,胡明,张有地,胡昱,陈义旺
申请号：CN201810081499.1
申请日：20180129
公开号：CN108250221A
公开日：
20180706
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一类硒取代的苯并二苝酰亚胺及合成方法和在太阳能电池中的应用，以苝四甲酸酐为原料，通过苝四甲酸丁酯得到苝酰亚胺二聚体的酸酐，酸酐中间体可以简便的得到不同烷基链取代的硒取代的苯并二苝酰亚胺。
该类受体分子具有非常优秀的光电性能，在有机太阳能电池应用中，对器件结构要求简单，不需要溶剂添加剂、热退火等外在优化手段的情况下光电转换效率高达5.17％。
申请人：南昌大学
地址：330031 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号
国籍：CN
代理机构：南昌新天下专利商标代理有限公司
代理人：施秀瑾
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【CN110156780A】一类基于8羟基喹啉铝为核心的苝二酰亚胺非富勒烯受体材料【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910166038.9(22)申请日 2019.03.06(71)申请人 四川大学地址 610064 四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人 彭强 张光军 (74)专利代理机构 成都正华专利代理事务所(普通合伙) 51229代理人 李蕊(51)Int.Cl.C07D 471/06(2006.01)C07D 471/22(2006.01)C07F 5/00(2006.01)H01L 51/46(2006.01)H01L 51/42(2006.01)(54)发明名称一类基于8-羟基喹啉铝为核心的苝二酰亚胺非富勒烯受体材料(57)摘要本发明公开了一种宽带隙星型苝二酰亚胺非富勒烯小分子受体材料及其在有机太阳能电池中的应用。
本发明通过将具有吸电子性能以及高电子迁移率的8-羟基喹啉铝作为核心单元，通过铃木反应在8-羟基喹啉的5-位连接上苝二酰亚胺(PDI)或其二聚体(PDI2)，合成了两个8-羟基喹啉衍生物，并将其与Al 3+配位形成两个宽带隙非富勒烯受体材料。
本发明提供的小分子受体材料与窄带隙给体材料PPTEA能够形成很好的吸收互补和能级匹配。
将其用于有机太阳能电池中可以获得0.85伏的开路电压，71.27％的填充因子，因而获得9.54％的高能量转换效率，充分表明了该类宽带隙星型非富勒烯小分子在有机光伏领域中的应用前景。
权利要求书2页 说明书8页 附图2页CN 110156780 A 2019.08.23C N 110156780A1.一种基于8-羟基喹啉铝为核心的宽带隙非富勒烯小分子受体材料，其特征在于，所述受体材料的分子结构如式Ⅰ所示：其中，X选用Al、Ga或In原子；Ar选用式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ中所示的苝二酰亚胺基团：其中，R为C 1-C 12的直链或支链烷基。
2.如权利要求1所述的基于8-羟基喹啉铝为核心的宽带隙非富勒烯小分子受体材料，其特征在于X优先选择Al原子。
受体型有机光伏材料苝二酰亚胺_霍利军
Perylene Diimide as Organic Photovoltaic Acceptor Materials
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Abstract Perylene diimide is a typical n-type semiconductor material , which possesses high electron mobility and strong absorption in visible region as well as high optical and thermal stability .In recent years , perylene diimide and its derivatives have been well applied to organic photovoltaic cells .In this article , the structures and properties of perylene diimide and its derivatives are introduced .The recent progress in the studies of perylene diimide acceptor materials , including small molecule perylene diimide , perylene diimide acceptor-containing D-A bi-functional molecules and donor-acceptor block copolymers containing perylene diimide acceptor segments in the organic photovoltaic cells is reviewed .
以苝二酰亚胺染料分子为第三组份的光伏器件的制备及性能研究
以苝二酰亚胺染料分子为第三组份的光伏器件的制备及性能研
究
朱贤兵
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】针对有机光伏器件光学吸收效率不高的问题,通过在二元光伏器件PBDB-T/IT-M中添加苝二酰亚胺染料分子(SF-PDI),有效地改善了器件在可见光区(400~550 nm)的光学吸收效率,使得光伏器件在520 nm处的外部量子效率(EQE)从78%增加到85%。
进一步调整SF-PDI的含量,光伏器件的短路电流(J_(SC))从16.05 mA·cm^(-2)增加到17.79 mA·cm^(-2),能量转换效率(PCE)从9.98%提高到11.21%。
【总页数】3页(P179-181)
【作者】朱贤兵
【作者单位】昶力管业(常州)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ423.2
【相关文献】
1.桥位芳香性给电子基团取代的苝二酰亚胺的合成及其光伏性能
2.萘酰亚胺取代修饰4,4'-螺双环戊并[2,1-b:3,4-b']二噻吩化合物的合成制备及其在有机薄膜光伏器件中的应用研究
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亚胺小分子的合成及光伏应用5.苝酰亚胺聚合物染料掺杂聚乙烯醇薄膜滤光片的制备及其激光防护性能研究
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苝四酸酐共聚物
苝系衍生物摘要苝系衍生物是一类有特异性能的功能材料，在有机固体电致发光器件，光伏器件、太阳能电池有着很广泛的应用。
其具有优异的化学、光及热学稳定性，在可见区有很强的吸收和荧光。
近些年来，人们对对称的苝系衍生物的研究较多，而对不称的苝系衍生物的研究相对较少。
本论文中，我们设计并合成了一系列不对称的苝单酰亚胺类系衍生物，表征了它们的结构，以及研究了它们的相关性质。
1.受体型有机光伏材料苝二酰亚胺1.1苝二酰亚胺的结构和性质苝二酰亚胺的分子结构如图 1 所示,经伯胺胺化苝四甲酸二酐转化为苝二酰亚胺,可以看作是由两个萘酰亚胺组成的。
图 2 给出了苝二酰亚胺的吸收和荧光光谱[25],由于二酰亚胺母核PTCDI 发出很强的黄绿色荧光,所以早期主要用作荧光或激光染料[26]。
它的吸收主要集中在400 —600 nm 之间,摩尔吸收系数最大可达915 ×10 L·mol. 1cm- 1, 且在强光照射下没有明显的光氧化,稳定性较好,对可见光的吸收比普通半导体材料有较大优势。
1.1 概述苝-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺（通常叫做苝二酰亚胺，简称PDI），是一种稠环芳烃，有大的共轭π体系，它的分子结构和碳原子的位置编号如图1-1 所示。
苝酰亚胺类化合物都具有很强的荧光，从可见光区到红外区吸收也很强，也具有非常好的热、光化学以及化学稳定性，而且还有比较高的量子产率，同时也是一好的电子受体，因此，苝酰亚胺衍生物被广泛的应用于多个领域中[1-11]。
苝酰亚胺类衍生物由于其特殊的电子特性、光学特性和物理特性，已经广泛应用于电子和光学领域，例如：有极晶体管[12-18]、太阳能电池[19]、电子照相设备[20]、染料激光器[7,8]、有机光电管[21-24]、光学功率限制器[25,26]等。
图1 苝二酰亚胺(PTCDI)的分子结构2.结晶状给体-受体嵌段共聚物可聚合的苝酰亚胺衍生物被用作电子受体和晶体状的微畴聚-三芳基铵2.13.来自于苝酰二胺嵌段共聚物及均聚物的n-型场效应晶体管。