【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机光电材料和有机电子器件领域，具体涉及一类芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用。
技术介绍
1、随着人口的增加和能源消耗的提高，能源问题受到越来越多的关注。为了解决能源危机，世界各国在探索清洁能源和技术方面投入了大量人力物力。尤其是在“双碳”背景下，作为一种新兴的可再生能源技术，钙钛矿太阳能电池受到学术界和工业界的积极关注。
2、空穴传输材料是钙钛矿太阳能电池的关键组成部分之一，在空穴捕获和传输、能级匹配、调节界面缺陷等方面发挥着重要作用，空穴传输材料的改善能够极大地提高器件的整体性能。2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-ometad)具有溶解性好、热稳定性好、易成膜等优点，被广泛用作有机空穴传输层以制备钙钛矿太阳能电池，但是，由于其空穴迁移率较低、制备步骤繁琐、制备成本相对较高，限制了大规模的商业化使用。因此，设计、合成具有高效空穴迁移能力的的低成本空穴传输材料成为一个研究热点。
3、以三苯胺为代表的苯胺类衍生物具有较强的给电子能力，通过匹配合适的化学砌块构建合适的分子结构，能够表现出高效的空穴传输特性。而且，三苯胺对光/电刺激表现出较高的灵敏性，能够在光/电刺激下产生自由基，进一步提高其空穴传输能力。芘是一类化工废料，同时也是一种具有高效电荷迁移率和高效发光的化学砌块，被广泛应用于构筑电荷传输材料和发光材料，用于制备有机场效应晶体管、有机发光二极管等有机电子器件。
技术实现思路
1、本
2、为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一类芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，所述芘基苯胺衍生物的分子结构通式如下所示：
4、
5、其中，r1和r2为氢、羟基、烷氧基或不饱和芳香烃醚，且r1和r2不同时为氢；ar1～ar4为氢原子或苯胺衍生物基团。
6、优选地，所述烷氧基为甲氧基或乙氧基；所述不饱和芳香烃醚为苯醚、苄醚、甲氧基苯醚。
7、优选地，所述苯胺衍生物基团的结构为：
8、
9、优选地，所述芘基苯胺衍生物的分子结构为：
10、
11、
12、在上述所述的化合物中，从电荷注入特性、电荷传输特性、光热稳定性等参数评估，优选地，列举以下的化合物1a、1b和1c：
13、
14、优选地，所述芘基苯胺衍生物是将溴芘化合物、苯胺衍生物、钯催化剂、碱加入到反应溶剂中，保护气氛下70～150℃回流搅拌至反应完全，萃取纯化后得到芘基苯胺衍生物。
15、所述芘基苯胺衍生物的制备方法的合成路线如下：
16、
17、优选地，所述溴芘化合物为2,7-二羟基-1,3,6,8-四溴芘、2-羟基-1,3,6,8-四溴芘或2,7-二甲氧基-1,3,6,8-四溴芘；所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、醋酸钯中的一种以上；所述碱为碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠中的一种以上；所述反应溶剂为甲苯、乙醇、水、四氢呋喃、1,4-二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种以上；保护气氛为氩气或氮气，所述纯化方法为硅胶柱层析分离、重结晶。
18、优选地，所述苯胺衍生物为含硼酸(酯)的苯胺衍生物或带有氨基/亚氨基的苯胺衍生物。
19、优选地，所述含硼酸(酯)的苯胺衍生物为4,4'-二甲氧基-4”-硼酸(酯)三苯胺、4,4'-二硫甲基-4”-硼酸(酯)三苯胺、4-硼酸(酯)三苯胺、4,4'-二甲氧基咔唑联苯硼酸(酯)、咔唑联苯硼酸(酯)、4,4'-二甲氧基苯-5”-硼酸(酯)噻吩、4,4'-二甲氧基-4”-三苯胺-5-硼酸(酯)噻吩；所述带有氨基/亚氨基的苯胺衍生物为4,4'-二甲氧基二苯胺、二苯胺、咔唑、4,4'-二甲氧基咔唑、二(4,4'-二甲氧基-4”三苯胺)胺、酚噻嗪。
20、优选地，所述溴芘化合物、苯胺衍生物、钯催化剂、碱的摩尔比为1：(1～6)：(0.01～0.5)：(2～20)。
21、优选地，所述有机电子器件为钙钛矿太阳能电池、有机发光二极管或有机场效应晶体管。
22、本专利技术通过在芘的1-，3-，6-，8-多个位点用苯胺衍生物基团(如二苯胺基、三苯胺基、甲氧基三苯胺基、咔唑基、酚噻嗪基等)进行修饰，同时在芘的2-，7-位进行取代，制备一类芘基苯胺衍生物。由于二苯胺、三苯胺、甲氧基三苯胺、咔唑、酚噻嗪等苯胺类衍生物具有一定的空穴传输能力，通过调控苯胺衍生物的末端基团(如甲氧基/硫甲基/羟基/叔丁基)的数量、取代位点以及桥联中心的种类，能够有效调控目标分子的电荷传输能力，特别是空穴传输能力(j.am.chem.soc.2013,135,19087-19090，j.am.chem.soc.2014,136,22,7837-7840，chem.eng.j.,2020,387,123965，j.phys.chem.c 2022,126,160-168)。空穴传输层是有机电子器件结构中非常重要的组成部分，对于提高器件的整体性能起到至关重要的作用，根据分子结构和理论计算模拟推测该类化合物具有良好的空穴传输性能，又根据优选例的实施进一步证明，本专利技术的芘基苯胺衍生物具有较强的空穴传输能力和成膜性，适合作为空穴传输材料制备的钙钛矿电池、有机发光二极管、有机场效应晶体管等有机电子器件，从而提高器件的整体性能。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、1.本专利技术的芘基苯胺衍生物作为空穴传输材料在有机电子器件中的应用。该芘基苯胺衍生物具有高效空穴传输能力、高性能、低成本等优点，将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳能电池，其整体性能得到显著的提升，如光电转化效率、电流密度、短路电流等，对含有空穴传输层的有机电子器件(如钙钛矿电池、有机发光二极管、有机场效应晶体管等)领域的发展突破具有重要意义。
25、2.本专利技术的芘基苯胺衍生物是将芘和苯胺衍生物结合，实现了在芘环的多个位点进行苯胺衍生物取代，该材料具有良好的空穴传输能力和成膜性，适合作为制备钙钛矿太阳能电池等有机电子器件的空穴传输层，而且可以根据电极材料的钙钛矿材料选择能级更加匹配的材料、成本低廉，适合大规模生产及商业化应用。
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1.一类芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述芘基苯胺衍生物的分子结构通式如下所示：
2.根据权利要求1所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述烷氧基为甲氧基或乙氧基；所述不饱和芳香烃醚为苯醚、苄醚、甲氧基苯醚。
3.根据权利要求1所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述苯胺衍生物基团的结构为：
4.根据权利要求1所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述芘基苯胺衍生物的分子结构为：
5.根据权利要求1-4任一项所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述芘基苯胺衍生物是将溴芘化合物、苯胺衍生物、钯催化剂、碱加入到反应溶剂中，保护气氛下70～150℃回流搅拌至反应完全，萃取纯化后得到芘基苯胺衍生物。
6.根据权利要求5所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述溴芘化合物为2,7-二羟基-1,3,6,8-四溴芘、2-羟基-1,3,6,8-四溴芘或2,7-二甲氧基-1,3,6,8-四溴芘；所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯
7.根据权利要求5所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述苯胺衍生物为含硼酸(酯)的苯胺衍生物或带有氨基/亚氨基的苯胺衍生物。
8.根据权利要求7所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述含硼酸(酯)的苯胺衍生物为4,4'-二甲氧基-4”-硼酸(酯)三苯胺、4,4'-二硫甲基-4”-硼酸(酯)三苯胺、4-硼酸(酯)三苯胺、4,4'-二甲氧基咔唑联苯硼酸(酯)、咔唑联苯硼酸(酯)、4,4'-二甲氧基苯-5”-硼酸(酯)噻吩、4,4'-二甲氧基-4”-三苯胺-5-硼酸(酯)噻吩；所述带有氨基/亚氨基的苯胺衍生物为4,4'-二甲氧基二苯胺、二苯胺、咔唑、4,4'-二甲氧基咔唑、二(4,4'-二甲氧基-4”三苯胺)胺、酚噻嗪。
9.根据权利要求5所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述溴芘化合物、苯胺衍生物、钯催化剂、碱的摩尔比为1：(1～6)：(0.01～0.5)：(2～20)。
10.权利要求1-9任一项所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述有机电子器件为钙钛矿太阳能电池、有机发光二极管或有机场效应晶体管。
...【技术特征摘要】
1.一类芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述芘基苯胺衍生物的分子结构通式如下所示：
2.根据权利要求1所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述烷氧基为甲氧基或乙氧基；所述不饱和芳香烃醚为苯醚、苄醚、甲氧基苯醚。
3.根据权利要求1所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述苯胺衍生物基团的结构为：
4.根据权利要求1所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述芘基苯胺衍生物的分子结构为：
5.根据权利要求1-4任一项所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述芘基苯胺衍生物是将溴芘化合物、苯胺衍生物、钯催化剂、碱加入到反应溶剂中，保护气氛下70～150℃回流搅拌至反应完全，萃取纯化后得到芘基苯胺衍生物。
6.根据权利要求5所述的芘基苯胺衍生物在有机电子器件中的应用，其特征在于，所述溴芘化合物为2,7-二羟基-1,3,6,8-四溴芘、2-羟基-1,3,6,8-四溴芘或2,7-二甲氧基-1,3,6,8-四溴芘；所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、醋酸钯中的一种以上；所述碱为碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠中的一种以上；所述反应溶剂为甲苯、乙醇...
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