含有具有通式(I)的并环戊二烯单元的化合物：其中：-R1和R2彼此相同或不同地选自：直链或支链C1-C20，优选地C2-C12饱和或不饱和烷基，任选地含有杂原子；环烷基，其任选地被取代；直链或支链C1-C20，优选地C2-C12，饱和或不饱和烷氧基，其任选地被取代；-或基团R1和R2可以任选地彼此结合以与其结合的碳原子一起形成含有3至14个碳原子，优选地4至6个碳原子，的环或多环体系，其为饱和、不饱和或芳香的，任选地含有一个或多个杂原子，如氧、硫、氮、硅、磷、硒；-R3选自任选地取代的芳基、任选地取代的杂芳基；-n为0或1；条件是：-当n为0时，X表示共价键并且Y表示硫原子(S)；-当n为1时，X等于Y，并且表示CH基团或氮原子(N)。所述含有并环戊二烯单元的化合物，本身或在适合的官能化和聚合后，可以有利地用于在刚性和柔性载体上构造光伏器件(或太阳能器件)，例如光伏电池(或太阳能电池)、光伏模块(或太阳能模块)。所述含有并环戊二烯单元的化合物还可以有利地用作发光太阳能集中器(LSC)的构成性单元。此外，所述含有并环戊二烯单元的化合物可以在半导体聚合物的制备中有利地用作单体单元的前体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本专利技术涉及含有并环戊二烯单元的化合物。 更具体地，本专利技术涉及含有被烷氧基取代的并环戊二烯单元的化合物。 本专利技术还涉及在含有钯的催化剂的存在下，通过邻位被芳基炔基或杂芳基炔基取 代的卤代烷氧基芳族或烷氧基杂芳族化合物的还原自偶联反应制备所述含有并环戊二烯 单元的化合物的方法。 所述含有并环戊二烯单元的化合物，本身或在适合的官能化和聚合之后，可以有 利地用于在刚性和柔性载体上构造光伏器件（或太阳能器件），例如光伏电池（或太阳能电 池）、光伏模块（或太阳能模块）。所述含有并环戊二烯单元的化合物还可以有利地用作发 光太阳能集中器（LSC)的构成性单元。此外，所述含有并环戊二烯单元的化合物可以在半 导体聚合物的制备中有利地用作单体单元的前体。 光伏器件（或太阳能器件）能够将光辐射的能量转化为电能。目前，可以用于实际 应用的大多数光伏器件（或太阳能器件）利用无机类型光活性材料，特别是高纯度的结晶 硅的物理-化学性质。然而，由于硅的生产成本高，科学研究已将努力朝向开发供选择的具 有共辄、低聚或聚合结构的有机类型的材料定向，以获得有机光伏器件（或太阳能器件）， 例如有机光伏电池（或太阳能电池）。与高纯度结晶硅不同，事实上，有机类型的所述材料 的特征为相对综合的设施、低的生产成本、相对有机光伏器件（或太阳能器件）降低的重量 以及在其中使用的有机光伏器件（或太阳能器件）的寿命周期结束时允许回收所述有机类 型的材料。 尽管如此获得的有机光伏器件（或太阳能器件）相对于无机光伏器件（或太阳能 器件）可能效率（η)较低，但以上指出的优点使得所述有机类型的材料的使用在能量上和 经济上引人关注。 有机光伏器件（或太阳能器件），例如有机光伏电池（或太阳能电池）的功能基 于电子受体化合物和电子给体化合物的组合使用。在现有技术中，在有机光伏器件（或 太阳能器件）中最广泛使用的电子受体化合物是富勒烯衍生物，特别是PC61BM(6, 6-苯 基_C61-丁酸甲酯）或PC71BM(6, 6-苯基-C71-丁酸甲酯），其当与选自以下的电子给体化 合物混合时达到更高的效率：π-共辄聚合物，例如聚噻吩（η>5% )、聚咔唑（η>6% )、 聚-(噻吩并噻吩）-苯并二噻吩（ΡΤΒ)的衍生物（η>8 % )。 在有机光伏电池（或太阳能电池）中，光转化为电流的基本转化过程通过以下步 骤发生： 1.在部分电子给体化合物上吸收光子而形成激子，即一对"电子-电子间隙（或 空穴）"电荷转运体； 2.激子在电子给体化合物的区域中扩散至远到与电子受体化合物的界面； 3.激子离解成两个电荷转运体：在受体相（S卩，在电子受体化合物）中的电子（-) 和在给体相（即，在电子给体化合物）中的电子间隙; 4.将如此形成的电荷输送到阴极（电子，通过电子受体化合物）和阳极，在有机光伏电池（或太阳能电池）的电路中生成电 流。 光吸收过程以及激子形成和随后向电子受体化合物产生电子导致电子从电子给 体化合物的HOMO(最高占据分子轨道）激发至LUM0 (最低未占分子轨道），并随后导致从这 通过到达电子受体化合物的LUM0。 由于有机光伏电池（或太阳能电池）的效率取决于由激子的离解生成的自由电子 的数量，这转而可以直接与吸收的光子数量直接相关，主要影响所述效率的电子给体化合 物的一个结构特征是电子给体化合物的HOMO和LUM0轨道之间存在的能量差异，即所谓的 带隙。电子给体化合物能够收集并能够有效将光子转化为电能（即所谓的"光捕获"或"光 子捕获"过程）的最大波长值特别取决于所述差异。为了获得可接受的电流，带隙，即给体 化合物的HOMO和LUM0之间的能量差异，必须不能过高以允许吸收最高数量的光子，但同时 不能过低，由于其会降低器件的电极处的电压。 以最简单的操作方式，通过在两个电极之间引入一薄层（约100纳米）的电子受 体化合物和电子给体化合物的混合物（构造称为"本体异质结"）来制备有机光伏电池（或 太阳能电池），所述两个电极通常由铟锡氧化物（ΙΤ0)(阳极）和铝（A1)(阴极）组成。为 了制备该类型的层，通常制备两种化合物的溶液并随后借助适合的沉积技术，例如"旋涂"、 "喷涂"、"喷墨印刷"等，以该溶液作为起始在阳极上产生光活性膜。 最后，对电极沉积在干燥的膜上。任选地，能够发挥电学、光学或机械性 质的具体功能的其他另外的层可以引入电极和光活性膜之间。 -般地，为了促进电子间隙（或空穴）到达阳极并且同时阻 断电子的传输，从而改进电荷在部分电极上的聚集并抑制重组现象，在产生以如上所述的 受体化合物和给体化合物的混合物作为起始的光活性膜之前，借助适合的沉积技术，例如 "旋涂"、"喷涂"、"喷墨印刷"等，以PED0T:PSS的水 性混悬液作为起始沉积膜。 在有机光伏电池（或太阳能电池）的结构中最常用的电子给体化合物是区域规则 的聚（3-己基噻吩）（P3HT)。该聚合物具有最佳的电子和光学特征（良好的Η0Μ0和LUM0 轨道值，良好的摩尔吸收系数），在用于构造光伏电池（或太阳能电池）中的溶剂中良好的 溶解度和合理的电子间隙迀移率。 可以有利地用作电子给体化合物的聚合物的其他实例为：聚合物PCDTBT{:聚 }、聚合物？0?0了81'{聚-二 噻吩）-交-4, 7- (2, 1，3-苯并噻二唑）]}。 含有结构类似于聚（3-己基噻吩）（P3HT)的苯并二噻吩单元的电子给体化合物也 是已知的，然而，其中噻吩单元借助苯环平面化。该特征不仅在形成光活性膜的过程中提高 所述电子给体化合物的氧化电势，还提高了其对空气的稳定性并提高分子序态：这产生优 异的电荷传输特性。因此相对于使用聚（3-己基噻吩）（P3HT)， 使用含有苯并二噻吩单元的电子给体化合物实现了具有改进的性能的光伏器件（或太阳 能器件）的生产。 还已知的是，含有并环戊二烯单元的化合物不仅具有以上含有苯并二噻吩单元的 电子给体化合物的特征，而且具有含4ηπ电子的稠合芳环的典型双自由基特征：所述特 征涉及在激子在电子给体化合物的区域直到与电子受体化合物的界面的扩散过程中使激 子的寿命显著增加。涉及所述特征的进一步的细节可以见于例如NakanoM.等人的文章： "DiradicalCharacterBasedDesignforSingletFissionofCondensed-RingSystems with4ηπElectrons"，"TheJournalofPhysicalChemistryC"（2012)，V〇1. 116，第 19729-19736 页。 因此，使用含有并环戊二烯单元的电子给体化合物可以允许制备具有进一步改进 的性能的光伏器件（或太阳能器件）。 用于制备含有并环戊二烯单元的化合物的方法在本领域是已知的，特别是对于含 有二苯并并环戊二烯单元的化合物的制备。可以如例如BrownR.F.C.等人在文章："Theethyne-ethylidene rearrangement:FormationofIndenoindeneandfluorantheneonflashvacuum pyrolisisof1，4-diphenylbutadiyne'，，"TetrahedronLetters'，本文档来自技高网...
【技术保护点】
含有具有通式(I)的并环戊二烯单元的化合物：其中：‑R1和R2彼此相同或不同地选自：直链或支链C1‑C20饱和或不饱和烷基，任选地含有杂原子；环烷基，其任选地被取代；直链或支链C1‑C20饱和或不饱和烷氧基，其任选地被取代；‑或R1和R2可以任选地彼此结合以与其结合的碳原子一起形成含有3至14个碳原子的环或多环体系，其为饱和、不饱和或芳香的，任选地含有一个或多个杂原子，如氧、硫、氮、硅、磷、硒；‑R3选自任选地取代的芳基、任选地取代的杂芳基；‑n为0或1；条件是：‑当n为0时，X表示共价键并且Y表示硫原子(S)；‑当n为1时，X等于Y，并且表示CH基团或氮原子(N)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·比安基，G·施密波纳，
申请(专利权)人：艾尼股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT
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