含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料及其制备方 法和应用 【技术领域】
本发明属于光电材料技术领域， 具体的说是涉及一种含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元 的有机半导体材料及其制备方法和应用。背景技术
随着信息时代的发展， 具有高效、 节能、 轻质的有机电致发光平板显示器 (OLEDs) 及大面积白光照明越来越受到人们的关注。OLED 技术被全球的科学家关注， 相关的企业和 实验室都在进行这项技术的研发。作为一种新型的 LED 技术， 具有主动发光、 轻、 薄、 对比度 好、 能耗低、 可制成柔性器件等特点的有机电致发光器件对材料提出了较高的要求。
1987 年， 美国 Eastman Kodak 公司的 Tang 和 VanSlyke 报道了有机电致发光研究 中的突破性进展。 而要实现全色显示及照明等应用目的， 在三基色中蓝光是必不可少的。 目 前优异的材料还比较缺乏， 尤其是蓝光材料， 优异的蓝光材料不仅可以实现高效、 稳定的蓝 光发射， 而且还可以把它作为主体材料， 通过能量转移得到绿光和红光。 因此提高蓝光的发 光性能对实现有机电致发光全色显示及固体发光照明具有重要意义。 但现有的蓝光发射材 料的载流子传输性能差， 导致现有的蓝光发射材料的发光率低， 发光强度弱。
蒽单晶是最早使用的蓝色有机电致发光材料， 但由于其易结晶而使器件不稳定。 发明内容 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足， 提供一种热稳定性及空穴传输性能 优异、 发光强度和发光率高的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料。
本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、 产率高、 易于操作和控制的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法。
本发明进一步的目的在于提供上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材 料在有机电致发光器、 有机太阳能电池、 有机场效应晶体管、 有机光存储器、 有机非线性材 料或 / 和有机激光器中的应用。
为了实现上述发明目的， 本发明实施例的技术方案如下 ：
一种含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料， 其分子结构通式为下述 (I) ：
(I) 式中， R 为 F、 氰基、 醛基或硝基。 以及， 上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法， 包括如下步骤：
分别提供如下结构式表示的化合物 A 和化合物 B，在无氧环境中和有机金属催化剂、 有机溶剂存在的条件下， 将化合物 A 和化合物 B 进行 Suzuiki 耦合反应， 得到如下结构通式为 (I) 表示的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有 机半导体材料，
(I) 式中， R 为 F、 氰基、 醛基或硝基。
进一步， 上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料在有机电致发光器， 有机太阳能电池， 有机场效应晶体管， 有机光存储器， 有机非线性材料或 / 和有机激光器中 的应用。
上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料通过萘基、 蒽基和二苯并噻吩 砜单元的互相作用与影响， 使其具有优异的热稳定性及空穴传输性能和溶解性能， 其发光 强度和发光率高， 通过差热分析扫描显示， 该含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材 料具有优异的热稳定性 ； 通过对其光致发光的光谱分析显示， 其的最大发光波长在蓝光范 围 (400nm ～ 500nm)。其中， 二苯并噻吩砜单元作为缺电子基团和 F、 氰基、 醛基或硝基作为 吸电子基团， 使得含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有较高的电子迁移率， 当将利用该有机半导体材料制备的发光层用于有机发光器件中时， 有利于发光层的电荷平 衡， 从而提高该有机发光器件发光效率 ； 萘、 蒽单元有效提高了该含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单 元的有机半导体材料的稳定性， 使得该有机半导体材料具有适当的载流子传输特性。
该含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法只需通过控制反应条 件以及反应物的用量即可获得， 工艺简单， 易于操作和控制， 降低了生产成本， 适合于工业 化生产。
附图说明 图 1 是本发明实施例含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法的 流程图 ；
图 2 是利用实施例 1 获得的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备 CNDNAFSO 膜的荧光发光光谱图 ；
图 3 是以实施例 1 制备的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为做发 光层的有机电致发光器件的结构示意图 ；
图 4 是以实施例 1 制备的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为活性 层的太阳能电池器件的结构示意图 ：
图 5 是以实施例 1 制备的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为有机 半导体层的有机场效应晶体管器件的结构示意图。 具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合 具体实施例和附图， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。
请参阅图 1， 显示本发明实施例的一种含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体 材料分子结构通式， 其为下述 (I) ：
(I) 式中， R 为 F、 氰基、 醛基或硝基。
这样， 上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料通过萘基、 蒽基和二苯 并噻吩砜单元的互相作用与影响， 使其具有优异的热稳定性及空穴传输性能、 溶解性能， 其 发光强度和发光效率高， 通过热分析显示， 该含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材 料具有优异的热稳定性 ； 通过对其光致发光的光谱分析显示， 其的最大发光波长在蓝光范 围。其中， 二苯并噻吩砜单元作为缺电子基团和 F、 氰基、 醛基或硝基作为吸电子基团， 使得 含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料具有较高的电子迁移率， 当将利用该有机半 导体材料制备的发光层用于有机发光器件中时， 有利于发光层的电荷平衡， 从而提高该有 机发光器件发光效率 ； 萘、 蒽单元有效提高了该含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体 材料的稳定性， 使得该有机半导体材料具有适当的载流子传输特性。
优选地， 上述 (I) 式中， R 优选为氰基。该优选的氰基能进一步的提高含萘、 蒽、 二 苯并噻吩砜单元的有机半导体材料电子迁移率。
本发明实施例还提供了上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备 方法， 该方法的工艺流程请参阅图 1。 该含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料包括 如下步骤 ：
S1 ： 分别提供如下结构式表示的化合物 A 和化合物 B， 其中， R 为 F、 氰基、 醛基或硝 基，
S2 ： 在无氧环境中和有机金属催化剂、 有机溶剂存在的条件下， 将化合物 A、 B 进行Suzuiki 耦合反应， 得到如下结构通式为 (I) 表示的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半 导体材料，
具体地， 上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法的步骤 S1 中， 化合物 A、 B 可直接从市场上购得或者通过现有的合成方法制备， 当然化合物 A 可以按照 下述实施例 1 中步骤 S11 中的制备方法制备获得。化合物 B 中的 R 基团优选为氰基。
上 述 含萘、 蒽、 二苯并 噻吩砜 单元的 有机半 导 体材 料制备 方 法的步 骤 S2 中， Suzuiki 耦合反应的温度优选为 70℃～ 130℃， 时间优选为 20 小时～ 48 小时。该优选耦合 反应的温度和时间， 能进一步促进该 Suzuiki 耦合反应正向进行， 并进一步提高 Suzuiki 耦 合反应的速率和产物含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料的得率。同时， 缩短了 反应时间， 降低了能耗。
上述步骤 S2 中， 化合物 A 与化合物 B 摩尔比优选为 1 ∶ 2 ～ 4。按照该比例添加 反应物， 能够保证化合物 A、 B 充分反应， 从而进一步提高传导空穴型电致发光材料的产率， 降低生产成本。
上述步骤 S2 中， Suzuiki 耦合反应需要有机金属催化剂， 该有机金属催化剂优选 为有机钯催化剂， 或者有机钯催化剂与有机膦配体的混合物。 其中， 有机钯催化剂优选但不 仅仅为 Pd2(dba)3、 Pd(PPh3)4、 Pd(PPh3)2Cl2 等， 有机膦配体优选但不仅仅为 P(o-Tol)3 等。 该 有机金属催化剂添加量优选为化合物 A 摩尔的 0.001 ～ 0.1 倍。当有机金属催化剂为有机 钯催化剂与有机膦配体的混合物时， 有机钯催化剂与有机膦配体的摩尔比优选为 1 ∶ 4 ～ 6。该有机金属催化剂优选的种类和添加量， 能有效的进一步提高 Suzuiki 耦合反应速率和 产物的得率。
上述步骤 S2 中， Suzuiki 耦合反应还需要在无氧环境中进行， 这是为了防止 Suzuiki 耦合反应中的有机金属催化剂与氧气反应， 保证催化剂的活性。 该无氧环境可以采 用真空或充满惰性气体来实现， 优选充满惰性气体来实现无氧环境， 该惰性气体是本技术 领域常用的惰性气体， 如氮气、 氩气等。
上述步骤 S2 中， Suzuiki 耦合反应中的有机溶剂优选为四氢呋喃、 乙二醇二甲醚、 苯、 氯苯或甲苯中的至少一种， 其用量至少应保证 Suzuiki 耦合反应的顺利进行。
该步骤 S2 中， 可以在耦合反应体系中添加适量的碱， 添加量按照现有常规添加即 可。该碱可以但不仅仅是 Cs2CO3、 K2CO3、 Na2CO3 或 Li2CO3。
在上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料制备方法中， 只需通过控制 反应条件以及反应物的用量即可获得， 工艺简单， 易于操作和控制， 降低了生产成本， 产物 的得率高， 适合于工业化生产。
上述含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料由于自身的分子结构， 使其具 有优良的热稳定性、 空穴传输性能和溶解性能。正是由于本发明实施例含萘、 蒽、 二苯并噻 吩砜单元的有机半导体材料具有上述优良的性能， 使其可以在有机电致发光器、 有机太阳
能电池、 有机场效应晶体管、 有机光存储器、 有机非线性材料或 / 和有机激光器中的应用。
现结合具体实施例， 对本发明进行进一步详细说明。
实施例 1
本实施例萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜 单元的有机化合物 2， 7- 二 (10-(6- 氰基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (CNDNAFSO) 及其制备方法， 其结构式如下 I1 所示 ：
上述 CNDNAFSO 的制备步骤如下 ： S11 ： 分别提供如下结构式表示的化合物 A 和化合物 B，
其中， 化合物 A 即 2， 7- 二溴二苯并噻吩砜具体的制备步骤为 ： 将 4mmol 二苯并噻 吩砜溶解在 30ml 的浓 H2SO4 中， 在室温下加入 8.2mmol NBS， 搅拌反应， 待反应 24h 后， 再将 反应液倒入水中， 抽滤， 用水和甲醇洗涤， 收集固体， 然后将固体在氯苯中重结晶， 得到无色 针状固体 2， 7- 二溴二苯并噻吩砜。该 2， 7- 二溴二苯并噻吩砜产率 ： 49％， 其质谱分析为 + 1 MS ： m/z 374(M )， 核磁共振氢谱法分析为 H NMR(500MHz， CDCl3， ppm) ： δ ＝ 7.94 ～ 8.23(d， 2H)， δ ＝ 7.78(t， 2H)， δ ＝ 7.64(d， 2H)。其化学反应式如下 ：
S12 ： 2， 7- 二 (10-(6- 氰基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (CNDNAFSO) 的 制备， 其化学反应式如下 ：
I1(CNDNAFSO)
具体制备过程为： 将 上 述 化 合 物 A(2， 7- 二 溴 二 苯 并 噻 吩 砜 )3mmol、 化 合 物 B((10-(6- 氰 基 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 硼 酸 )6.2mmol、 催化剂四三苯基膦钯 (Pd(PPh3)4)0.01mmol 加入到反应瓶中， 抽真空、 通氮气循环 3 次后， 使反应体系处于无氧状
态， 在氮气保护下， 加入无水四氢呋喃溶剂 50mL、 2mol/L 的 Na2CO3 水溶液 34ml， 将混合液加 热到 77±3℃回流反应 24h。待反应结束后， 将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中， 依次采 用二氯甲烷萃取三次、 有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理， 旋蒸除去溶剂后得到粗产物。 将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯， 最后得到浅红色固体产物 CNDNAFSO， 其产率为 93％。 1 该 CNDNAFSO 质谱分析为 MS ： m/z 871(M+)， 核磁共振氢谱法分析为 H NMR(500MHz， CDCl3， ppm) ： δ ＝ 8.55 ～ 8.54(s， 2H)， δ ＝ 8.46 ～ 8.35(m， 12H)， δ ＝ 7.98 ～ 7.87(m， 16H)， δ ＝ 7.79 ～ 7.71(t， 4H)。
通过热重分析仪 (TGA) 进行检测， 分析条件为氮气气氛， 扫描速度为 10℃ /min 时， 本实施例 1 制备的 CNDNAFSO 有机半导体材料的热分解温度为 429℃。
将本实施例 1 制备的 CNDNAFSO 膜的荧光发光光谱图测试， 测试结果如图 2 所示。 由图 2 可知， 本实施例该 CNDNAFSO 膜在波长为 400 至 500nm 之间具有很强的发光强度， 高达 将近 1.0a· u， 同时也说明了该 CNDNAFSO 具有很强的蓝光发射。从而说明了该 CNDNAFSO 材 料具有较高的电子迁移率， 当将利用该 CNDNAFSO 有机半导体材料制备的发光层用于有机 发光器件中时， 有利于发光层的电荷平衡， 从而提高该有机发光器件发光强度和发光效率。
实施例 2 本实施例萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜 单元的有机化合物 2， 7- 二 (10-(6- 醛基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (CHODNAFSO) 及其制备方法， 其结构式如下 I2 所示 ：
上述 CHODNAFSO 的制备步骤如下 ： S21 ： 分别提供如下结构式表示的化合物 A、 化合物 B，其中， 化合物 A 即 2， 7- 二溴二苯并噻吩砜获取方法与实施例 1 的步骤 S11 相同 ；
S22 ： 2， 7- 二 (10-(6- 醛基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (CHODNAFSO) 的 制备， 其化学反应式如下 ：
具体制备过程为： 将 上 述 化 合 物 A(2， 7- 二 溴 二 苯 并 噻 吩 砜 )3mmol、 化 合 物 B((10-(6- 醛 基 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 硼 酸 )6.2mmol、 催化剂四三苯基膦钯 (Pd(PPh3)4)0.01mmol 加入到反应瓶中， 抽真空、 通氮气循环 3 次后， 使反应体系处于无氧状 态， 在氮气保护下， 加入无水四氢呋喃溶剂 52mL、 2mol/L 的 Na2CO3 水溶液 35ml， 将混合液加 热到 77±3℃回流反应 24h。待反应结束后， 将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中， 依次采 用二氯甲烷萃取三次、 有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理， 旋蒸除去溶剂后得到粗产物。 将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯， 最后得到红色固体产物 CHODNAFSO， 其产率为 91 ％。 + 1 该 CHODNAFSO 质谱分析为 MS ： m/z 877(M )， 核磁共振氢谱法分析为 H NMR(500MHz， CDCl3， ppm) ： δ ＝ 9.98 ～ 8.97(s， 2H)， δ ＝ 8.53 ～ 8.52(s， 2H)， δ ＝ 8.44 ～ 8.34(m， 12H)， δ ＝ 7.96 ～ 7.82(m， 16H)， δ ＝ 7.78 ～ 7.71(t， 4H)。
通过热重分析仪 (TGA) 进行检测， 分析条件为氮气气氛， 扫描速度为 10℃ /min 时， 本实施例 2 中制备的 CHODNAFSO 有机半导体材料的热分解温度为 400℃。
实施例 3
本实施例萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜 单元的有机化合物 2， 7- 二 (10-(6- 氟基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (FDNAFSO) 及其制备方法， 其结构式如下 I3 所示 ：
上述 FDNAFSO 的制备步骤如下 ： S31 ： 分别提供如下结构式表示的化合物 A、 化合物 B，其中， 化合物 A 即 2， 7- 二溴二苯并噻吩砜获取方法与实施例 1 的步骤 S11 相同 ；
S32 ： 2， 7- 二 (10-(6- 氟基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (FDNAFSO) 的 制备， 其化学反应式如下 ：
具体制备过程为： 将 上 述 化 合 物 A(2， 7- 二 溴 二 苯 并 噻 吩 砜 )3mmol、 化 合 物 B((10-(6- 氟 基 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 硼 酸 )6.3mmol、 催化剂四三苯基膦钯
(Pd(PPh3)4)0.01mmol 加入到反应瓶中， 抽真空、 通氮气循环 3 次后， 使反应体系处于无氧状 态， 在氮气保护下， 加入无水四氢呋喃溶剂 52mL、 2mol/L 的 Na2CO3 水溶液 35ml， 将混合液加 热到 77±3℃回流反应 24h。待反应结束后， 将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中， 依次采 用三氯甲烷萃取三次、 有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理， 旋蒸除去溶剂后得到粗产物。 将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯， 最后得到黄色固体产物 FDNAFSO， 其产率为 87％。该 + FDNAFSO 质谱分析为 MS ： m/z 857(M )。
通过热重分析仪 (TGA) 进行检测， 分析条件为氮气气氛， 扫描速度为 10℃ /min 时， 本实施例 3 中制备的 FDNAFSO 有机半导体材料的热分解温度为 397℃。
实施例 4
本实施例萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜 单元的有机化合物 2， 7- 二 (10-(6- 硝基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (NO2NAFSO) 及其制备方法， 其结构式如下 I4 所示 ：
上述 FDNAFSO 的制备步骤如下 ： S41 ： 分别提供如下结构式表示的化合物 A、 化合物 B，其中， 化合物 A 即 2， 7- 二溴二苯并噻吩砜获取方法与实施例 1 的步骤 S11 相同 ；
S42 ： 2， 7- 二 (10-(6- 硝基 - 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 二苯并噻吩砜 (NO2DNAFSO) 的 制备， 其化学反应式如下 ：
具体制备过程为： 将 上 述 化 合 物 A(2， 7- 二 溴 二 苯 并 噻 吩 砜 )3mmol、 化 合 物 B((10-(6- 硝 基 萘 -2- 基 ) 蒽 -9- 基 ) 硼 酸 )6.5mmol、 催化剂四三苯基膦钯 (Pd(PPh3)4)0.01mmol 加入到反应瓶中， 抽真空、 通氮气循环 3 次后， 使反应体系处于无氧状 态， 在氮气保护下， 加入无水四氢呋喃溶剂 60mL、 2mol/L 的 Na2CO3 水溶液 38ml， 将混合液加 热到 77±3℃回流反应 24h。待反应结束后， 将反应液倒入饱和氯化铵的水溶液中， 依次采 用三氯甲烷萃取三次、 有机相用氯化钠水溶液洗后干燥处理， 旋蒸除去溶剂后得到粗产物。
将粗产物经过硅胶柱层析分离提纯， 最后得到黄色固体产物 NO2DNAFSO， 其产率为 85％。该 + NO2DNAFSO 的质谱分析为 MS ： m/z 911(M )。
通过热重分析仪 (TGA) 进行检测， 分析条件为氮气气氛， 扫描速度为 10℃ /min 时， 本实施例 1 中制备的 NO2DNAFSO 有机半导体材料的热分解温度为 409℃。
应用实施例 1
以实施例 1 制备的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料即 CNDNAFSO 作 为做发光层的有机电致发光器件 (OLED 器件 ) 的制备 ：
请参阅图 3， 显示采用上述实施例 1 制备的 CNDNAFSO 作为做发光层的有机电致发 光器件， 其包括依次层叠设置的玻璃基层 11、 阳极 12、 空穴传输层 13、 发光层 14、 空穴阻挡 层 15、 电子传输层 16、 缓冲层 17 和阴极 18。 其中， 阳极 12 可采用氧化铟锡 ( 简称为 ITO)， 优 选为方块电阻为 10-20Ω/ □的氧化铟锡 ； 空穴传输层 13 可以为 N， N′ - 二 (α- 萘基 )-N， N′ - 二苯基 -4， 4′ - 二胺 (NPB) ； 发光层 14 包含上述实施例 1 制备的 CNDNAFSO ； 空穴阻 挡层 15 为 2， 9- 二甲基 -4， 7- 二苯基 -9， 10- 菲咯啉 (BCP) ； 电子传输层 16 为 8- 羟基喹啉 铝 (Alq3) ； 缓冲层 17 可采用 LiF ； 阴极 16 为金属 Al 层。因而， 本实施例有机电致发光器件 结构表示为 ： 玻璃 /ITO/NPB/CNDNAFSO/BCP/Alq3/LiF/Al。 经过在室温下、 大气环境下测试， 该 OLED 器件取得了 2.5％的外量子效率。
该有机电致发光器件的制造过程如下 ：
1) 将 ITO 玻璃进行超声波清洗， 并用氧 -Plasma 处理后， 形成玻璃基层 11 与阳极 12 结合的衬底 ；
2) 在 ITO 阳极 12 表面旋涂一层 NPB 作为空穴传输层 13， 然后在空穴传输层 13 表 面旋涂一层在实施例 1 中制备的共轭聚合物 CNDNAFSO 形成发光层 14 ；
3) 在发光层 14 上依次旋涂一层 BCP 和一层 Alq3， 分别构成空穴阻挡层 15、 电子传 输层 16 ；
4) 在电子传输层 16 外表面上采用真空蒸镀技术涂覆一层 LiF 形成缓冲层 17 ；
5) 在缓冲层 17 表面真空蒸镀金属铝， 形成作为阴极的金属铝层 18， 得到有机电致 发光器件 ； 其中， 金属铝层 16 的厚度为 170nm。
当然， 金属铝层 16 的厚度还可以为 30nm、 130nm、 60nm。
应用实施例 2
以本发明实施例 1 制备的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料作为活 性层的太阳能电池器件的制备 ：
请参阅图 4， 该太阳能电池器件包括依次层叠的玻璃基层 21、 透明阳极 22、 中间辅 助层 23、 活性层 24、 阴极 25。透明阳极 22 可采用氧化铟锡 ( 简称为 ITO)， 优选为方块电阻 为 10-20Ω/ □的氧化铟锡。中间辅助层 23 采用聚 3， 4- 亚乙二氧基噻吩与聚苯乙烯 - 磺 酸复合材料 ( 简称为 PEDOT:PSS)。 活性层 24 包括电子给体材料和电子受体材料， 电子给体 材料采用实施例 1 制备的 CNDNAFSO， 电子受体材料可以是 [6， 6] 苯基 -C61- 丁酸甲酯 ( 简称 为 PCBM)。阴极 25 可采用铝电极或者双金属层电极， 例如 Ca/Al 或 Ba/Al 等， 其厚度优选为 170nm、 30nm、 130nm 或 60nm。 玻璃基层 21 可作为底层， 制作时， 选取 ITO 玻璃， 并经超声波清 洗后， 用氧 -Plasma 处理， 在 ITO 玻璃上涂覆中间辅助层 23， 再将实施例 1 制备的 CNDNAFSO 和电子受体材料通过共混后涂覆于中间辅助层 23 上， 形成活性层 24， 然后再通过真空蒸镀
技术在活性层 24 上沉积阴极 25， 获得上述太阳能电池器件。该太阳能电池器件还需经过 110 摄氏度密闭条件下加热 4 小时， 再降到室温， 器件经过退火后能有效增加分子内各基团 和分子链段间排列的有序性和规整度， 提高载流子迁移率的传输速度和效率， 进而提高光 电转换效率。在本实施例中， 阴极 25Al 层的厚度分别为 170nm。
如图 4 所示， 在光照下， 光透过玻璃基层 21 和 ITO 电极 22， 活性层 24 中的传导空 穴型电致发光材料吸收光能， 并产生激子， 这些激子再迁移到电子给体 / 受体材料的界面 处， 并将电子转移给电子受体材料， 如 PCBM， 实现电荷的分离， 从而形成自由的载流子， 即自 由的电子和空穴。这些自由的电子沿电子受体材料向金属阴极传递并被阴极所收集， 自由 的空穴沿电子给体材料向 ITO 阳极传递并被阳极所收集， 从而形成光电流和光电压， 实现 光电转换， 外接负载 26 时， 可对其进行供电。
应用实施例 3
含本发明实施例 1 制备的含萘、 蒽、 二苯并噻吩砜单元的有机半导体材料有机场 效应晶体管的制备 ：
请参阅图 5， 该有机场效应晶体管包括依次层叠设置的衬底 31、 绝缘层 32、 修饰层 33、 有机半导体层 34 以及设于有机半导体层 34 上的源电极 35 和漏电极 36。其中， 衬底 31 可以是但不限于高掺杂的硅片 (Si)， 绝缘层 32 可以是但不限于微纳米 ( 如 450nm) 厚的 SiO2。有机半导体层 34 采用上述实施例 1 制备的 CNDNAFSO。源电极 35 和漏电极 36 均可 采用但不限于金。修饰层 33 可以是但不限于十八烷基三氯硅烷 (OTS)。
该有机场效应晶体管的制造过程如下 ：
1) 清洗掺杂硅衬底 31， 沉积具有绝缘作用的 SiO2 层 32 ；
2) 在 SiO2 绝缘层 32 上涂覆 OTS， 形成 OTS 层 33 ；
3) 在 OTS 层 33 上涂覆一层在实施例 2 制备的 CNDNAFSO， 形成有机半导体层 34 ；
4) 在有机半导体层 34 上设置金属金材质的源电极 35 和漏电极 36， 得到有机场效 应晶体管。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。