CN112920204A - 基于噻二唑喹喔啉结构的电子受体有机太阳能电池材料及其制备方法与应用 - Google Patents

基于噻二唑喹喔啉结构的电子受体有机太阳能电池材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于噻二唑喹喔啉结构的电子受体有机太阳能电池材料及其制备方法与应用。本发明材料的结构式如式I所示：所述式I中，π选自无结构、式II和式III所示结构中的任意一种；所述式I中，A选自式IV所示结构、式V所示结构和式VI所示结构中的任意一种；式IV中，X为氢、氟、氯和甲基中至少一种；所述式I中，R和R1均为C1‑C8的烷基或烷氧基，且R和R1为相同或不同，所述C1‑C8的烷基或烷氧基为直链或支链。本发明式I所示的化合物应用于制备太阳能电池中。

Description

基于噻二唑喹喔啉结构的电子受体有机太阳能电池材料及其 制备方法与应用
技术领域
本发明涉及基于噻二唑喹喔啉结构的电子受体有机太阳能电池材料及其制备方法与应用，属于有机太阳能电池领域。
背景技术
相较于传统的硅基太阳能电池，有机太阳能电池以其制作工艺简单、低成本和可弯曲等优点受到全球科研和工业界的青睐。有机太阳能电池的研究历史可以追溯到二十世纪六十年代，美国加州大学的研究小组首次在单节有机太阳能电池器件镁钛菁中发现了光生伏打现象。在随后的几十年里，有机太阳能电池器件中的活性层经历了单层、双层和体异质结三种结构变化。上世纪八十年代柯达公司的邓青云博士研制出一种以钛菁铜和四羧基苝衍生物为给受体的双层异质结有机太阳能电池器件，其光电转化效率接近于1％。到了二十世纪九十年代，美国加州大学圣巴巴拉分校的黑格尔研究组发现共轭聚合物与富勒烯(PC61BM)之间存在光诱导的超快电荷转移，并且首次制备了体异质结有机太阳能电池器件，大大提高了激子的分离和扩散效率进而提升了有机太阳能电池的光电转化效率。此后，以富勒烯衍生物PCBM为受体材料的体异质结有机太阳能电池的研究方向受到科研界的广泛关注。在过去的几十年里，富勒烯衍生物在有机太阳能电池中主要用作受体被开展了大量的研究工作。
然而，富勒烯材料具有一些无法克服的缺陷，如能级调制困难、吸收范围窄、纯化困难、成本高等特点，严重制约了有机太阳能电池的电流和效率提高。2006年，中国科学院化学研究所李永舫首次提出二维线性共轭的概念，并设计了含有共轭支链的聚噻吩衍生物。利用二维线性结构的概念，研究人员们相继设计并合成了许多器件性能优良的给受体材料。
典型的有机太阳能电池由导电玻璃、空穴传输层、活性层、电子传输层和对电极等五部分组成。其中活性层的给受体材料作为核心部分，吸收太阳光产生激子，激子分离成自由电荷再传输到相应电极，是直接决定太阳能电池性能的关键结构。因此，相当大部分的研究工作主要集中于有机太阳能电池给受体材料的设计和合成。
其中，有机太阳能电池小分子受体材料最受欢迎的是由两部分构成：电子给体(Donor)和电子受体(Acceptor)组成的A-D-A型，即受体-给体-受体型材料，如ITIC,Y6都是这种类型的高效率小分子受体材料，在此基础上加入共轭桥基(BrIdge)组成A-π-D-π-A型材料，如IEICO-4F。电子给体常见是富电子结构的稠环芳烃单元，受太阳光激发后产生光电子；共轭桥基的结构则种类繁多，一般具有大环或多环共轭双键等结构特征，常见的有噻吩、并噻吩、卟啉等，共轭桥基主要起两方面作用：一是拓宽有机太阳能电池材料的吸收光谱，提高入射太阳光的利用率；二是将电子给体激发产生的光电子传导至电子受体单元。电子受体常见的是靛酮，罗丹宁等缺电子结构单元。尽管基于稠环为核心的受体小分子材料制备的太阳能电池器件性能表现不错，但是其合成步骤冗长，合成成本较高。因此，研究发展新型的非稠环为核心结构的高效小分子受体材料具有重要的理论和现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供基于噻二唑喹喔啉结构的小分子电子受体有机太阳能电池材料及其制备方法与应用。
本发明提供的一种化合物，其结构式如式I所示：
Figure BDA0002942190350000021
所述式I中，π选自无结构、式II和式III所示结构中的任意一种；
Figure BDA0002942190350000022
所述式I中，A选自式IV所示结构、式V所示结构和式VI所示结构中的任意一种；
Figure BDA0002942190350000023
式IV中，X为氢、氟、氯和甲基中至少一种；
所述式I中，R和R1均为C1-C8的烷基或烷氧基，且R和R1为相同或不同，所述C1-C8的烷基或烷氧基为直链或支链。
上述的化合物中，所述式I所示化合物选自如下(A1)和(A2)中的任意一种：
(A1):π为所述式II所示结构；A为所述式IV所示结构，且X为氟原子，R为辛基，R1为己基；
(A2):π为所述式III所示结构；A为所述式VI所示结构，且R为己基，R1为辛基。
本发明提供了一种制备上述式I所示化合物的方法，当所述式I所示化合物中，π为所述式II所示结构，A为所述式IV所示结构时，其包括如下步骤：
1)在Pd催化剂作用下，将反应物1、反应物2在有机溶剂a中进行偶联反应，得到中间体P1，其中，所述反应物1选自式VII所示化合物(命名为4,4-二烷基-环戊烷二噻吩三甲基锡化合物)，所述反应物2选自式VIII所示化合物(命名为4,9-二卤-6,7-二烃基-噻二唑喹喔啉)；
2)将所述中间体P1和N,N-二甲基甲酰胺溶解在有机溶剂b中，冰浴条件下滴加三氧基膦进行酰基化反应，得到中间体P2；
3)将所述中间体P2和式IX所示化合物(命名为5,6-二取代-3-(二氰基亚甲基)靛酮)或式X所示化合物(命名为2-(6-氧代-5,6-二氢-4H-环戊[c]噻吩-4-亚基)丙二腈)在有机溶剂c中滴加碱性液体进行缩合反应，即得到式I所示化合物；
Figure BDA0002942190350000031
式VII中，R1与式I中的定义相同；
式VIII中，R、π均与式I中的定义相同；B为卤素原子，所述卤素原子具体可选自如下任意一种：Cl、Br或I；
式IX中，X与式IV中的定义相同。
上述的方法中，步骤1)中，所述Pd催化剂选自如下至少一种：Pd(Ph3)2Cl2、Pd(OAc)2和Pd(PPh3)4，具体为Pd(Ph3)2Cl2；
所述Pd催化剂、反应物1和反应物2的摩尔比为1：(50～250)：(20～100)，具体可为1：186.2：78.1；
所述有机溶剂a选自甲苯、二甲苯、二氧六环和四氢呋喃中的至少一种，具体可为四氢呋喃；
所述偶联反应是在惰性气体(如：氮气)气氛下进行的回流反应；
所述偶联反应的反应温度可为60～140℃，具体可为使四氢呋喃回流的温度，反应时间可为12～36h，具体可为24h、12～24h、24～36h或20～30h。
上述的方法中，步骤2)中，所述N,N-二甲基甲酰胺、所述中间体P1和所述三氧基膦的摩尔比可为(0.8～1.5)：1：(0.8～5.2)，具体可为1.2：1：1.6、(0.8～1.2)：1：(0.8～1.6)、(1.2～1.5)：1：(1.6～5.2)或(1～1.5)：1：(1～4.5)；
所述酰基化反应的反应温度可为0～60℃，具体为0℃、0～20℃、0～40℃或0～50℃，反应时间可为5～20h，具体可为6h、5～6h、6～20h或5～10h；
所述有机溶剂b为N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷和二氯乙烷中的至少一种，具体为二氯乙烷。
上述的方法中，步骤3)中，所述中间体P2和所述式IX所示化合物的摩尔比可为1：(2～20)，具体可为1：4.5、1：(2～4.5)、1：(4.5～20)或1：(4～10)；
所述缩合反应的反应温度可为60～100℃，具体可为使氯仿回流的温度，反应时间可为12～36h，具体可为24h、12～24h、24～36h或20～30h；
所述碱性液体选自烷基胺类化合物、芳香胺类化合物和吡啶中的至少一种：所述烷基胺类化合物具体为甲基胺，所述芳香胺类化合物具体为苯胺；
所述有机溶剂c选自三氯甲烷、二氯甲烷和二氯乙烷中的至少一种，具体为三氯甲烷(即氯仿)。
本发明还提供了一种制备上述式I所示化合物的方法，当所述式I所示化合物中，π为所述式III所示结构，A为所述式VI所示结构时，其包括如下步骤：
a)在Pd催化剂存在条件下，将式XI所示化合物、反应物3溶解在有机溶剂1中进行反应，得到中间体P3，其中，反应物3为上述的式VIII所示化合物；
b)将所述中间体P3溶于有机溶剂2中，滴加强碱和N，N-二甲基甲酰胺进行酰基化反应，得到中间体P4；
c)将所述中间体P4和式XII所示化合物(命名为2-(3-乙基-4-氧代噻唑烷-2-亚乙基)-丙二腈)在有机溶剂3中，滴加碱性液体，进行缩合反应，得到式I所示化合物；
Figure BDA0002942190350000051
所述式XI中，R2与式I中R1的定义相同。
上述的方法中，步骤a)中，所述Pd催化剂选自如下至少一种：Pd(Ph3)2Cl2、Pd(OAc)2和Pd(PPh3)4，具体可为Pd(PPh3)4；
所述Pd催化剂、所述反应物3、所述式XI所示化合物的摩尔比可为1：(20～100)：(40～250)，具体可为1：73：172、1：(20～73)：(40～172)、1：(73～100)：(172～250)或1：(50～100)：(100～200)；
所述有机溶剂1选自甲苯、二甲苯和三甲苯中的至少一种或其混合体系，具体可为甲苯；
所述反应是在惰性气体(如：氮气)气氛下进行的回流反应；
所述反应的反应温度可为100～150℃，反应时间可为12～36h，具体为24h、12～24h、24～36h或20～30h。
上述的方法中，步骤b)中，所述中间体P3、所述强碱和所述N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比可为1：(0.8～1.5)：(0.8～1.6)，具体可为1.16：1：1.07；
所述酰基化反应的反应温度可为-78～0℃，反应时间可为5～20h，具体可为过夜反应(即12h)；
所述酰基化反应所用强碱为正丁基锂和/或异丁基锂，具体为正丁基锂；
所述有机溶剂2为四氢呋喃。
上述的方法中，步骤c)中，所述中间体P4和式XII所示化合物的摩尔比可为1：(2.5～10.0)，具体可为1：8.28、1：(2.5～8.28)、1：(8.28～10.0)或1：(5～10.0)；
所述缩合反应的反应温度可为60～100℃，反应时间可为12～36h，具体可为36h、15～24h、20～36h或20～36h；
所述碱性液体选自甲基胺、苯胺和吡啶中的至少一种，具体可为吡啶；
所述有机溶剂3为氯仿和/或二氯甲烷，具体可为二氯甲烷。
本发明所述的式I所示的化合物为基于噻二唑喹喔啉结构的电子受体有机太阳能电池材料。
本发明所述的式I所示的化合物应用于制备太阳能电池中。
上述应用中，所述太阳能电池具体可为有机太阳能电池。
本发明具有以下优点：
本发明因噻二唑喹喔啉类结构作为一个芳杂环结构在有机光电材料领域有广泛的应用。噻二唑喹喔啉结构中的两个氮原子带有孤对电子能与氢和硫原子形成一定的非共价相互作用，且噻二唑喹喔啉分子骨架是一个三环共轭结构体系，具有良好的电子传导能力，是一个优良的电子受体候选结构单元，本发明引入噻二唑喹喔啉结构单元作为电子受体运用，合成了具有电子受体-电子给体–电子受体-电子给体-电子受体结构的有机材料，这类材料在太阳光谱的可见及红外光谱区域具有良好的吸收；本发明有机材料分子具有大的离域π键，光激发电子通过π-π反键跃迁，因而具有较高的吸收系数，在相同厚度的半导膜中，对光的吸收利用率较高；与芳香稠环为核心结构的A-D-A型电子受体的染料分子相比，结构简单、合成成本较低，具有较高的光电转换效率，具有在大面积印刷制造有机太阳能电池的潜力。
附图说明
图1为本发明实施例1中基于噻二唑喹喔啉为电子受体的有机太阳能电池受体小分子材料的制备流程图。
图2为本发明实施例2中基于噻二唑喹喔啉为电子受体的有机太阳能电池受体小分子材料的制备流程图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、基于噻二唑喹喔啉为电子受体的有机太阳能电池受体小分子材料A1的制备(其中，式I中π为式II所示结构，A为式IV所示结构，且X为氟原子，R为辛基，R1为己基)
基于噻二唑喹喔啉为电子受体的有机太阳能电池受体小分子材料的制备流程图如图1所示，具体步骤如下：
1)反应物1(二己基环戊烷二噻吩三甲基锡化物)(118mg,0.186mmol)，反应物2(4,9-二溴-6,7-双(5-辛基噻吩)-噻二唑并喹喔啉)(57.3mg,0.078mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(7mg,0.01mol)，四氢呋喃(20mL)于氮气氛下回流24小时。反应液倾入二氯甲烷(50mL)中，水洗，收集有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:4的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间体化合物P1。
2)步骤1)所制中间体化合物P1(82.3mg,0.065mmol)溶于干燥二氯乙烷(50mL)中，于0℃下滴加入10ml无水三氯氧膦和N,N-二甲基甲酰胺(5.69mg,0.065mmol)。搅拌20分钟后，升至室温继续搅拌6小时。反应毕，反应液滴加氢氧化钾水溶液(10mL)。收集有机相，分别以饱和碳酸氢钠溶液和水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间体化合物P2。
3)中间体化合物P2(75.3mg,0.057mmol)和化合物A1(5，6-二氟3-(二氰基亚甲基)靛酮)(59mg,0.256mmol)溶解于干燥的氯仿溶剂中，滴加0.lml吡啶，回流反应24小时。降至室温，减压蒸除溶剂。残余物以氯仿萃取，分别用10％碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，对应得有机小分子受体材料A1，收率为82％，1H NMR(400MHz,CDCl3):8.94(s,2H),8.56(d,2H),8.10(s,2H),7.65-7.74(m,4H),7.34(d,2H),2.77(m,4H),2.01-2.33(m,8H),1.76(t,4H),1.38-1.42(m,14H),0.93-0.97(m,38H),0.74-0.75(m,26H)。
实施例2、基于噻二唑喹喔啉为电子受体的有机太阳能电池受体小分子材料A2的制备(其中，式I中π为式III所示结构；A为式V所示结构，且R2为辛基，R3为己基)
基于噻二唑喹喔啉为电子受体的有机太阳能电池受体小分子材料的制备流程图如图2所示，具体步骤如下：
a)二辛基环戊烷二噻吩三丁基锡化物(97.2mg,0.172mmol),4,9-二溴-6,7-双(5-己基并噻吩)-噻二唑并喹喔啉(57.7mg,0.073mmol),Pd(PPh3)4(7mg,0.01mol)，甲苯(20mL)于氮气氛下回流24小时。反应液倾入二氯甲烷(40mL)中，水洗，收集有机相，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比3:4的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间体化合物P3。
b)步骤a)所制中间体化合物P3(87.4mg,0.061mmol)在-78℃下溶于干燥四氢呋喃(40mL)中，在氮气保护下缓慢滴加正丁基锂(0.43mL，1.6M于己烷中)，搅拌一个半小时后，升温至0℃继续搅拌半小时，再降温到-78℃，缓慢滴加N,N-二甲基甲酰胺(4.75mg,0.065mmol)，最后在室温条件下过夜反应。反应毕，反应液滴加入氯化铵水溶液(10mL)。收集有机相，分别以饱和碳酸氢钠溶液和水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，得中间体化合物P4。
c)中间体化合物P4(74.5mg,0.050mmol)和化合物A2((2-(3-乙基-4-氧代噻唑烷-2-亚乙基)-丙二腈))(80mg,0.414mmol)溶解于干燥的氯仿溶剂中，滴加0.lml吡啶，回流反应36小时。降至室温，减压蒸除溶剂。残余物以氯仿萃取，分别用10％碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂，残余物过硅胶柱，流动相为体积比1.2:1的二氯甲烷和石油醚混合溶剂，对应得有机小分子受体材料A2，收率为79％，1HNMR(400MHz,CDCl3):8.76(s,2H),8.09(s,2H),7.93(s,2H),7.64(d,2H),7.34(d,2H),2.75(s,4H),2.05(s,8H),1.73(t,4H),1.37(s,14H),0.93-1.0(m,38H),0.65-0.75(m,26H)。
实施例3、太阳能电池器件的制备及性能测定：
1)制备过程：将ITO玻璃分别用洗涤剂，蒸馏水，丙酮和异丙醇洗涤，在烘箱100℃下除去溶剂，O3/UV处理30分钟；然后涂敷一层PEDOT:PSS修饰层材料(该材料购自深圳睿讯科技有限公司)，在150℃下热退火30分钟后，移入手套箱；降温至室温后旋涂一层有机太阳能电池活性层材料，该材料由聚合物给体材料，具体为PCE10，和本发明实施例1和2中制备得到的受体小分子材料A1或A2以一定质量比(如1：1)混合形成的浓度约为8-10mol/mL的溶液(溶剂为氯仿或者氯苯中的一种)；活性层经过溶剂退火处理后，
旋涂PDINO电子修饰层材料，移入蒸镀箱蒸Al电极。以标准太阳光光源AMG1.5作为光源，通过源表和电脑配置的软件进行电流密度－电压J-V曲线的测试。
将上述“有机太阳能电池受体小分子材料A1或A2”换成目前效率优良的ITIC电子受体材料外，其余则完全按上述制备过程制备得到太阳能电池器件，作为对比太阳能电池器件。
ITIC是有机太阳能电池领域中公认的标杆型分子，但它也有其自身缺点，如：如：价格昂贵、合成路线冗长难以大规模制备、合成纯化过程复杂等。
2)性能测定：将所制备得到的太阳能电池器件A1、太阳能电池器件A2和对比太阳能电池器件在光源为300W的氙灯下进行光电性能测试，测试结果如表1所示：
表1两种有机材料及ITIC材料的实验数据表
染料 J<sub>sc</sub>(mA/cm<sup>2</sup>) V<sub>oc</sub>(mV) FF η(％)
A1 12.5 768 0.65 6.24
A2 13.4 773 0.60 6.21
ITIC 14.3 810 0.59 6.83
注：Jsc：短路电流；Voc：开路电压；FF：注入效率；η：转化效率，η＝Jsc×Voc×FF。
从表1可得知：用材料A1、A2和ITIC材料所得到的太阳能电池器件A1、太阳能电池器件A2和对比太阳能电池器件的光电转化效率分别为6.24％、6.21％和6.83％，两种材料A1和A2在可见及近红外光谱区有良好的吸收，与传统的稠环核基材料相比(如：ITIC材料)，具有更短的合成路线。这两种材料与聚合物给体材料有优良的互溶性，能产生较高的光电转化效率(A1:6.24％，A2:6.21％，ITIC:6.83％)，具有作为非稠环核基小分子受体太阳能电池材料的应用前景。

Claims (10)

1.一种化合物，其结构式如式I所示：
Figure FDA0002942190340000011
所述式I中，π选自无结构、式II和式III所示结构中的任意一种；
Figure FDA0002942190340000012
所述式I中，A选自式IV所示结构、式V所示结构和式VI所示结构中的任意一种；
Figure FDA0002942190340000013
式IV中，X为氢、氟、氯和甲基中至少一种；
所述式I中，R和R1均为C1-C8的烷基或烷氧基，且R和R1为相同或不同，所述C1-C8的烷基或烷氧基为直链或支链。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：所述式I所示化合物选自如下(A1)和(A2)中的任意一种：
(A1):π为所述式II所示结构；A为所述式IV所示结构，且X为氟原子，R为辛基，R1为己基；
(A2):π为所述式III所示结构；A为所述式VI所示结构，且R为己基，R1为辛基。
3.一种制备权利要求1或2中式I所示化合物的方法，当所述式I所示化合物中，π为所述式II所示结构；A为所述式IV所示结构时，其包括如下步骤：
1)在Pd催化剂作用下，将反应物1、反应物2在有机溶剂a中进行偶联反应，得到中间体P1，其中，所述反应物1选自式VII所示化合物，所述反应物2选自式VIII所示化合物；
2)将所述中间体P1和N,N-二甲基甲酰胺溶解在有机溶剂b中，冰浴条件下滴加三氧基膦进行酰基化反应，得到中间体P2；
3)将所述中间体P2和式IX所示化合物或式X所示化合物在有机溶剂c中滴加碱性液体进行缩合反应，即得到式I所示化合物；
Figure FDA0002942190340000021
式VII中，R1与式I中的定义相同；
式VIII中，R、π均与式I中的定义相同；B为卤素原子，所述卤素原子具体可选自如下任意一种：Cl、Br或I；
式IX中，X与式IV中的定义相同。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述Pd催化剂选自如下至少一种：Pd(Ph3)2Cl2、Pd(OAc)2和Pd(PPh3)4；
所述Pd催化剂、反应物1和反应物2的摩尔比为1：(50～250)：(20～100)；
所述有机溶剂a选自甲苯、二甲苯、二氧六环和四氢呋喃中的至少一种，具体可为四氢呋喃；
所述偶联反应是在惰性气体气氛下进行的回流反应；
所述偶联反应的反应温度为60～140℃，反应时间为12～36h。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述N,N-二甲基甲酰胺、所述中间体P1和所述三氧基膦的摩尔比为(0.8～1.5)：1：(0.8～5.2)；
所述酰基化反应的反应温度为0～60℃，反应时间为5～20h；
所述有机溶剂b为N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷和二氯乙烷中的至少一种。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)中，所述中间体P2和所述式IX所示化合物的摩尔比为1：(2.2-20)；
所述缩合反应的反应温度为60～100℃，反应时间为12～36h；
所述碱性液体选自烷基胺类化合物、芳香胺类化合物和吡啶中的至少一种：所述烷基胺类化合物具体为甲基胺，所述芳香胺类化合物具体为苯胺；
所述有机溶剂c选自三氯甲烷、二氯甲烷和二氯乙烷中的至少一种，具体为三氯甲烷。
7.一种制备权利要求1或2中式I所示化合物的方法，当所述式I所示化合物中，π为所述式III所示结构，A为所述式VI所示结构时，其包括如下步骤：
a)在Pd催化剂存在条件下，将式XI所示化合物、反应物3溶解在有机溶剂1中进行反应，得到中间体P3，其中，反应物3为权利要求3中所述的式VIII所示化合物；
b)将所述中间体P3溶于有机溶剂2中，滴加强碱和N，N-二甲基甲酰胺进行酰基化反应，得到中间体P4；
c)将所述中间体P4和式XII所示化合物在有机溶剂3中，滴加碱性液体，进行缩合反应，得到式I所示化合物；
Figure FDA0002942190340000031
所述式XI中，R2与式I中R1的定义相同。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤a)中，所述Pd催化剂选自如下至少一种：Pd(Ph3)2Cl2、Pd(OAc)2和Pd(PPh3)4；
所述Pd催化剂、所述反应物3、所述式XI所示化合物的摩尔比为1：(20～100)：(40～250)；
所述有机溶剂1选自甲苯、二甲苯和三甲苯中的至少一种或其混合体系；
所述反应是在惰性气体气氛下进行的回流反应；
所述反应的反应温度为100～150℃，反应时间为12～36h。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：步骤b)中，所述中间体P3、所述强碱和所述N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1：(0.8～1.5)：(0.8～1.6)；
所述酰基化反应的反应温度为-78～0℃，反应时间为5～20h；
所述酰基化反应所用强碱为正丁基锂和/或异丁基锂；
所述有机溶剂2为四氢呋喃；
步骤c)中，所述中间体P4和式XII所示化合物的摩尔比为1：(2.5～10.0)；
所述缩合反应的反应温度为60～100℃，反应时间为12～36h；
所述碱性液体选自甲基胺、苯胺和吡啶中的至少一种；
所述有机溶剂3为氯仿和/或二氯甲烷。
10.权利要求1或2所述的式I所示的化合物在制备太阳能电池中的应用：
所述太阳能电池具体为有机太阳能电池。
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