一类含联茚富勒烯受体材料及其制备方法和用途

摘要

本发明涉及富勒烯衍生物受体材料，特别涉及一类具有良好溶解性能的含联茚富勒烯受体材料，以及该类含联茚富勒烯受体材料的制备方法和用途。将富勒烯溶于有机溶剂中，加入3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，5’-二R3-6，6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚，加热回流反应，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出沉淀物，将沉淀物溶于有机溶剂中并吸附至硅胶上，用有机溶剂与石油醚的混合溶剂做淋洗剂，过硅胶柱分离得到具有以下结构的含联茚富勒烯受体材料。本发明的一类含联茚富勒烯受体材料可用作聚合物太阳能电池的受体材料、有机场效应晶体管的n-型半导体材料和有机光导体的受体材料等。

权利要求

1.一类含联茚富勒烯受体材料，其特征是，所述的含联茚富勒烯受体材料具有以下结构：

其中，R1、R2、R3、R4、R5独立的是氢原子，或是相同或不相同的C1～C20的烷基，或是相同或不相同的C1～C20的烷氧基；环F是碳六十、碳七十或碳八十四中的一种；n的值为1、

2、3、4、5或6。

2.根据权利要求1所述的一类含联茚富勒烯受体材料，其特征是：所述的烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-丙基丁基、戊基、异戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基戊基、

2-乙基戊基、3-乙基戊基、己基、异己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基中的一种。

3.根据权利要求1所述的一类含联茚富勒烯受体材料，其特征是：所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1-丙基丁氧基、戊氧基、异戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1-乙基戊氧基、2-乙基戊氧基、3-乙基戊氧基、己氧基、异己氧基、2-甲基己氧基、3-甲基己氧基、4-甲基己氧基、5-甲基己氧基、2-乙基己氧基、庚氧基、异庚氧基、辛氧基、异辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基中的一种。

4.一种根据权利要求1～3任意一项所述的一类含联茚富勒烯受体材料的制备方法，其特征是：所述的方法包括以下步骤：

1)在-30℃，将3-R1-4-R2-5-R3-6-R4-7-R5-茚的乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中，其中丁基锂与3-R1-4-R2-5-R3-6-R4-7-R5-茚的摩尔比值为1～1.5；反应0.5～2小时后，加入与3-R1-4-R2-5-R3-6-R4-7-R5-茚摩尔比值为1～1.2的无水氯化铜，反应

0.5～2小时后将反应产物倒入水中；用有机溶剂萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和萃取水相的有机溶剂，用甲醇重结晶得到3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，

5’-二R3-6，6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚；

2)将富勒烯溶于有机溶剂中，加入步骤1)制得的3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，5’-二R3-6，6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚，其中3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，5’-二R3-6，

6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚与富勒烯的摩尔比值为1～15，加热回流反应，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于有机溶剂中并吸附至硅胶上，以有机溶剂与石油醚的混合溶剂作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到含联茚富勒烯受体材料；

所述的R1、R2、R3、R4、R5独立的是氢原子，或是相同或不相同的C1～C20的烷基，或是相同或不相同的C1～C20的烷氧基；

所述的富勒烯是碳六十、碳七十或碳八十四中的一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-丙基丁基、戊基、异戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、己基、异己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基中的一种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、

2-乙基丁氧基、1-丙基丁氧基、戊氧基、异戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1-乙基戊氧基、2-乙基戊氧基、3-乙基戊氧基、己氧基、异己氧基、2-甲基己氧基、

3-甲基己氧基、4-甲基己氧基、5-甲基己氧基、2-乙基己氧基、庚氧基、异庚氧基、辛氧基、异辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基中的一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的用于萃取水相的机溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚中的一种；

所述的用于溶解富勒烯的有机溶剂选自邻二氯苯、1，2，3-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，

2，4-三氯苯中的一种；

所述的用于溶解含富勒烯的沉淀物的有机溶剂选自三氯甲烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯中的一种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的淋洗剂中的有机溶剂与石油醚的体积比为1∶100～1∶0；

所述的有机溶剂选自三氯甲烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯中的一种。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的加热回流反应时间为2～24小时。

10.一种根据权利要求1～3任意一项所述的一类含联茚富勒烯受体材料的用途，其特征是：所述的一类含联茚富勒烯受体材料用作聚合物太阳能电池的受体材料、有机场效应晶体管的n-型半导体材料或有机光导体的受体材料。

说明书

一类含联茚富勒烯受体材料及其制备方法和用途

技术领域

[0001] 本发明涉及富勒烯衍生物受体材料，特别涉及一类具有良好溶解性能的含联茚富勒烯受体材料，以及该类含联茚富勒烯受体材料的制备方法和用途。

背景技术

[0002] 由于具有良好的电子迁移率、溶解性能和可加工性等优良性能，富勒烯及其衍生物被广泛用于有机聚合物太阳能电池、场效应晶体管和有机光导体等光电子器件中，其中C60和其衍生物[6，6]-苯-碳61-丁酸甲酯[PCBM]是应用最多的富勒烯受体材料。(1)Li，Y.F.；Zou，Y.P.Adv.Mater.2008，20，2952；(2)Hou，J.H.；Tan，Z.A.；Yan，Y.；He，Y.J.；Yang，C.H.；Li，Y.F.J.Am.Chem.Soc.2006，128，4911；(3)Sun，X.B.；Zhou，Y.H.；Wu，W.C.；
Liu，Y.Q.；Tian，W.J.；Yu，G.；Qiu，W.F.；Chen，S.Y.；Zhu，D.B.J.Phys.Chem.B2006，110，
7702。人们通过修改PCBM中酯基上的烷基链，得到了一系列其衍生物，但其受体性能远不如PCBM((1)Rosario Gonzalez，Jan C.Hummelen，and Fred Wudl.J.Org.Chem.1996，60，
2618；(2)S.Ravaine，F.Le Pecq，C.Mingotaud，and P.Delhaes，J.C.Hummelen，F.Wudl，L.K.Patterson.J.Phys.Chem.1995，99，9551；(3)QingshuoWei，Takeshi Nishizawa，Keisuke Tajima，Kazuhito Hashimoto.Adv.Mater.2008，20，2211；(4)Martin Drees，Harald Hoppe，Christoph Winder，Helmut Neugebauer，Niyazi S.Sariciftci，Wolfgang Schwinger，Friedrich Scha¨ ffler，Christoph Topf，Markus C.Scharber，Zhengguo Zhu and Russell Gaudiana J.Mater.Chem.2005，15，5158)。Lenes等分离出了双加成的PCBM(bisPCBM)，用它做受体材料制备了太阳能电池器件，性能略优于单加成PCBM做受体的器件性能(Mantijn Lenes，Gert-Jan A.H.Wetzelaer，Floris B.Kooistra，Sjoerd C.Veenstra，Kees J.Hummelen，and Paul W.M.Blom.Adv.Mater.2008，20，2116。Yang等做了一些PCBM的衍生物，他们对PCBM苯环进行了修饰，在其中引入了烷氧链，器件结果显示此类受体材料具有较好的性能(Changduk Yang，Jin Young Kim，Shinuk Cho，Jae Kwan Lee，Alan J.Heeger，and Fred Wudl.J.Am.Chem.Soc.2008，130，644)。Kooistra等做了一些PCBM的衍生物，他们对PCBM苯环进行了修饰，在其中引入了氨基、烷硫基等(Floris B.Kooistra，Joop Knol，Fredrik Kastenberg，Lacramioara M.Popescu，Wiljan J.H.Verhees，Jan M.Kroon，and Jan C.Hummelen.Organic Letters.2007，9，551)。

[0003] 虽然许多富勒烯的衍生物被制备出来，并被用于太阳能电池器件中，但其性能仍不如PCBM。为了改善富勒烯受体材料的溶解性能，并提高其电子迁移率，本发明设计并制备了一类含茚富勒烯受体材料。

发明内容

[0004] 本发明的目的之一在于提供一类含联茚富勒烯受体材料。

[0005] 本发明的目的之二在于提供一类含联茚富勒烯受体材料的制备方法。

[0006] 本发明的目的之三在于提供一类含联茚富勒烯受体材料的用途。

[0007] 本发明的一类含联茚富勒烯受体材料具有以下结构：

[0008]

[0009] 其中，R1、R2、R3、R4、R5独立的是氢原子，或是相同或不相同的C1～C20的烷基，或是相同或不相同的C1～C20的烷氧基；环F是碳六十、碳七十或碳八十四中的一种；n的值为1、2、3、4、5或6。

[0010] 所述的烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-丙基丁基、戊基、异戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、己基、异己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基中的一种。

[0011] 所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1-丙基丁氧基、戊氧基、异戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1-乙基戊氧基、2-乙基戊氧基、3-乙基戊氧基、己氧基、异己氧基、2-甲基己氧基、3-甲基己氧基、4-甲基己氧基、5-甲基己氧基、2-乙基己氧基、庚氧基、异庚氧基、辛氧基、异辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基中的一种。

[0012] 本发明的一类含联茚富勒烯受体材料的制备方法包括以下步骤：

[0013] 1)在-30℃，将3-R1-4-R2-5-R3-6-R4-7-R5-茚的乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中，其中丁基锂与3-R1-4-R2-5-R3-6-R4-7-R5-茚的摩尔比值为1～1.5；反应0.5～2小时后，加入与3-R1-4-R2-5-R3-6-R4-7-R5-茚摩尔比值为1～1.2的无水氯化铜，反应0.5～2小时后将反应产物倒入水中；用有机溶剂萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和萃取水相的有机溶剂，用甲醇重结晶得到3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，5’-二R3-6，6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚；

[0014] 2)将富勒烯溶于有机溶剂中，加入步骤1)制得的3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，5’-二R3-6，6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚，其中3，3’-二R1-4，4’-二R2-5，5’-二R3-6，6’-二R4-7，7’-二R5-1，1’-联茚与富勒烯的摩尔比值为1～15，加热回流反应(一般为2～24小时)，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于有机溶剂中并吸附至硅胶上，以有机溶剂与石油醚的混合溶剂作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到具有上述结构的含联茚富勒烯受体材料。

[0015] 所述的淋洗剂中的有机溶剂与石油醚的体积比为1∶100～1∶0。

[0016] 所述的R1、R2、R3、R4、R5独立的是氢原子，或是相同或不相同的C1～C20的烷基，或是相同或不相同的C1～C20的烷氧基。

[0017] 所述的富勒烯是碳六十、碳七十或碳八十四中的一种。

[0018] 所述的烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-丙基丁基、戊基、异戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、己基、异己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等中的一种。

[0019] 所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1-丙基丁氧基、戊氧基、异戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1-乙基戊氧基、2-乙基戊氧基、3-乙基戊氧基、己氧基、异己氧基、2-甲基己氧基、3-甲基己氧基、4-甲基己氧基、5-甲基己氧基、2-乙基己氧基、庚氧基、异庚氧基、辛氧基、异辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基等中的一种。

[0020] 所述的用于萃取水相的机溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚中的一种。

[0021] 所述的用于溶解富勒烯的有机溶剂选自邻二氯苯、1，2，3-三氯苯、1，3，5-三氯苯、1，2，4-三氯苯等中的一种。

[0022] 所述的用于溶解含富勒烯的沉淀物的有机溶剂选自三氯甲烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯等中的一种。

[0023] 所述的淋洗剂中的有机溶剂选自三氯甲烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯等中的一种。

[0024] 本发明的一类含联茚富勒烯受体材料可用作聚合物太阳能电池的受体材料、有机场效应晶体管的n-型半导体材料和有机光导体的受体材料等。

[0025] 元素分析

[0026] 本发明中的含联茚富勒烯1(Indene-F1)、含联茚富勒烯2(Indene-F2)、含联茚富勒烯3(Indene-F3)、含联茚富勒烯4(Indene-F4)、含联茚富勒烯5(Indene-F5)、含联茚富勒烯6(Indene-F6)、含联茚富勒烯7(Indene-F7)、含联茚富勒烯8(Indene-F8)、含联茚富勒烯9(Indene-F9)、含联茚富勒烯10(Indene-F10)、含联茚富勒烯11(Indene-F11)的元素分析结果见表1。

[0027] 表1：

[0028]

[0029] 表1显示，含联茚富勒烯受体材料中各元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种含联茚富勒烯受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对含联茚富勒烯受体材料本身性质的客观反映。

[0030] 光谱分析

[0031] 本发明中的含联茚富勒烯1(Indene-F1)受体材料和含联茚富勒烯2(Indene-F2)受体材料在光波长为200nm～400nm范围内具有良好的光吸收，吸收光谱如图1所示。

[0032] 热稳定性分析

[0033] 本发明中的含联茚富勒烯2(Indene-F2)受体材料和含联茚富勒烯6(Indene-F6)受体材料具有良好的热稳定性，其热失重曲线如图2所示。

[0034] 本发明的一类具有良好溶解性能的含联茚富勒烯受体材料，由于含联茚富勒烯受体材料中的富勒烯具有较高的电子迁移率，所以本发明的一类含联茚富勒烯受体材料也具有较高的电子迁移率，并且具有良好的溶解性能。本发明的含联茚富勒烯受体材料可以用作聚合物太阳能电池的受体材料、有机场效应晶体管的n-型半导体材料和有机光导体的受体材料。

附图说明

[0035] 图1为本发明实施例1、2和6的受体材料Indene-F1、Indene-F2和Indene-F6在甲苯溶液中的吸收光谱。

[0036] 图2为本发明实施例2和6的受体材料Indene-F2和Indene-F6的热失重曲线。

[0037] 图3为本发明实施例1和8的受体材料Indene-F1和Indene-F8的光伏器件的I-V曲线。

具体实施方式

[0038] 下面对本发明作进一步的说明，但不应看作是对本发明的限定。

[0039] 实施例1.制备含联茚富勒烯1[Indene-F1]

[0040] 1)在-30℃，将0.1mol茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和三氯
1
甲烷，用甲醇重结晶得到1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.3(m，
8H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)。

[0041] 2)将1mmol碳六十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和苯的混合溶剂(体积比为10∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到含联茚富勒烯
1
受体材料1。产率：45％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，8H)，6.45(d，2H)，
5.65(d，2H)，4.02(s，2H)。

[0042] Indene-F1的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0043] Indene-F1在甲苯溶液中的吸收见图1，结果表明此受体在光波长为200nm～400nm的范围内具有良好的吸收。

[0044] 实施例2.制备含联茚富勒烯[Indene-F2]

[0045] 1)在-30℃，将0.1mol茚的60mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应1小时后，加入0.11mol的无水氯化铜，反应2小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和三氯甲烷，
1
用甲醇重结晶得到1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.3(m，8H)，
6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)。

[0046] 2)将1mmol碳六十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为10∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到含联茚富勒
1
烯受体材料2。产率：35％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，16H)，6.45(d，
4H)，5.65(d，4H)，4.01(s，4H)。

[0047] Indene-F2的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0048] Indene-F2在甲苯溶液中的吸收见图1，结果表明此受体在光波长为200nm～400nm范围内具有良好的吸收。

[0049] Indene-F2的热失重曲线见图2，结果表明此受体具有良好的热稳定性。

[0050] 实施例3.制备含联茚富勒烯3[Indene-F3]

[0051] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲氧基茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用二氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和1
二氯甲烷，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21 ∶ 1)：7.2(m，2H)，7.0(m，4H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)，3.86(s，
6H)。

[0052] 2)将1mmol碳六十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和苯的混合溶剂(体积比为20∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得
1
到含联茚富勒烯受体材料3。产率：55％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，
6H)，6.45(d，2H)，5.65(d，2H)，4.02-3.85(m，8H)。

[0053] Indene-F3的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0054] 实施例4.制备含联茚富勒烯4[Indene-F4]

[0055] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲氧基茚的70mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.6小时后，加入0.12mol的无水氯化铜，反应1小时后将反应产物倒入水中；用二氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和二氯1
甲烷，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.2(m，2H)，7.0(m，4H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)，3.86(s，6H)。

[0056] 2)将1mmol碳六十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为15∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离
1
得到含联茚富勒烯受体材料4。产率：55％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，
12H)，6.45(d，4H)，5.65(d，4H)，4.02-3.85(m，16H)。

[0057] Indene-F4的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0058] 实施例5.制备含联茚富勒烯5[Indene-F5]

[0059] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲基茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用乙酸乙酯萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和乙酸1
乙酯，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.2(m，2H)，6.9(m，4H)，6.6(d，2H)，5.7(d，2H)，4.16(s，2H)，2.35(s，6H)。

[0060] 2)将1mmol碳六十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和苯的混合溶剂(体积比为20∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到
1
含联茚富勒烯受体材料5。产率：65％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，6H)，
6.45(d，2H)，5.65(d，2H)，4.02(s，2H)，2.35(s，6H)。

[0061] Indene-F5的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0062] 实施例6.制备含联茚富勒烯6[Indene-F6]

[0063] 1)在-30℃，将0.1mol茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和三氯
1
甲烷，用甲醇重结晶得到1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.3(m，
8H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)。

[0064] 2)将1mmol碳七十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为10∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到含联茚富勒
1
烯受体材料6。产率：65％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.67(m，8H)，6.45(d，
2H)，5.63(d，2H)，4.00(s，2H)。

[0065] Indene-F6的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0066] Indene-F6的热失重曲线见图2，结果表明此受体具有良好的热稳定性。

[0067] 实施例7.制备含联茚富勒烯7[Indene-F7]

[0068] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲氧基茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用乙酸乙酯萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和1
乙酸乙酯，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21 ∶ 1)：7.2(m，2H)，7.0(m，4H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)，3.86(s，
6H)。

[0069] 2)将1mmol碳七十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为5∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离
1
得到含联茚富勒烯受体材料7。产率：57％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，
6H)，6.45(d，2H)，5.65(d，2H)，4.02-3.87(m，8H)。

[0070] Indene-F7的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0071] 实施例8.制备含联茚富勒烯8[Indene-F8]

[0072] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲基茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和三氯1
甲烷，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.2(m，2H)，6.9(m，4H)，6.6(d，2H)，5.7(d，2H)，4.16(s，2H)，2.35(s，6H)。

[0073] 2)将1mmol碳七十溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为10∶3)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得
1
到含联茚富勒烯受体材料8。产率：65％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，
6H)，6.45(d，2H)，5.65(d，2H)，4.02(s，2H)，2.35(s，6H)。

[0074] Indene-F8的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0075] 实施例9.制备含联茚富勒烯9[Indene-F9]

[0076] 1)在-30℃，将0.1mol茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和三氯
1
甲烷，用甲醇重结晶得到1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.3(m，
8H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)。

[0077] 2)将1mmol碳八十四溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为10∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到含联茚富
1
勒烯受体材料9。产率：35％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，8H)，6.35(d，
2H)，5.57(d，2H)，4.02(s，2H)。

[0078] Indene-F9的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0079] 实施例10.制备含联茚富勒烯10[Indene-F10]

[0080] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲氧基茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和1
三氯甲烷，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21 ∶ 1)：7.2(m，2H)，7.0(m，4H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)，3.86(s，
6H)。

[0081] 2)将1mmol碳八十四溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲氧基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为10∶3)作为淋洗剂，过硅胶柱分离
1
得到含联茚富勒烯受体材料10。产率：34％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.77(m，
6H)，6.45(d，2H)，5.65(d，2H)，4.02(m，8H)。

[0082] Indene-F10的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0083] 实施例11.制备含联茚富勒烯11[Indene-F11]

[0084] 1)在-30℃，将0.1mol 5-甲基茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应1小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用二氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和二氯1
甲烷，用甲醇重结晶得到5，5’-二甲基-1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.2(m，2H)，6.9(m，4H)，6.6(d，2H)，5.7(d，2H)，4.16(s，2H)，2.35(s，6H)。

[0085] 2)将1mmol碳八十四溶于100mL邻二氯苯中，然后加入步骤1)制得的12mmol的5，5’-二甲基-1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和甲苯的混合溶剂(体积比为10∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得
1
到含联茚富勒烯受体材料11。产率：25％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，
6H)，6.45(d，2H)，5.65(d，2H)，4.02(s，2H)，2.35(s，6H)。

[0086] Indene-F11的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0087] 实施例12.制备含联茚富勒烯12[Indene-F12]

[0088] 1)在-30℃，将0.1mol茚的50mL乙醚溶液滴加于丁基锂的正己烷溶液中(2.5mol/l，42mL)，反应0.5小时后，加入0.1mol的无水氯化铜，反应0.5小时后将反应产物倒入水中；用三氯甲烷萃取水相，干燥得到的萃取物，旋转蒸发除去乙醚、正己烷和三氯
1
甲烷，用甲醇重结晶得到1，1’-联茚，产率：75％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.3(m，
8H)，6.65(d，2H)，5.75(d，2H)，4.16(s，2H)。

[0089] 2)将2mmol碳六十溶于50mL 1，2，4-三氯苯中，然后加入步骤1)制得的24mmol的1，1’-联茚，加热回流反应12小时，将反应产物冷却至室温，然后将反应产物加入到甲醇中，离心分离出含富勒烯的沉淀物，将含富勒烯的沉淀物溶于三氯甲烷中并吸附至硅胶上，以石油醚和苯的混合溶剂(体积比为10∶1)作为淋洗剂，过硅胶柱分离得到含联茚富勒1
烯受体材料12。产率：25％。H-NMR(δ/ppm，CDCl3/CS21∶1)：7.6-6.87(m，24H)，6.45(d，
6H)，5.65(d，6H)，4.02(s，6H)。

[0090] Indene-F12的元素分析见表1，结果表明元素含量的实测值与其理论计算值十分接近，说明这种受体材料的纯度是比较高的，因此，对它进行的一系列表征是对受体材料本身性质的客观反映。

[0091] 实施例13.制备基于实施例1含联茚富勒烯受体材料1(Indene-F1)的光伏器件[0092] 在清洗干净的导电玻璃(ITO)基底上涂覆一层30nm厚的聚(3，4-乙烯基二氧噻吩))(PEDOT)/聚(苯乙烯磺酸盐))(PSS)，其中PEDOT∶PSS的摩尔比为1∶1。将聚(3-己基噻吩)(P3HT)和实施例1得到的富勒烯受体材料(Indene-F1)按重量比1∶1溶于氯苯中，得到溶液的浓度为10mg/mL，并将该溶液旋转涂覆在PEDOT∶PSS膜上面用作活性层，厚度为100nm，80℃加热半小时。将Ca金属蒸镀到上述聚合物层上面，厚度为10nm，将Al金属蒸镀到Ca金属层上面，厚度为150nm，得到光伏器件。

[0093] 制备基于实施例2、3、4、5、6、7、9、10、11和12得到的富勒烯受体材料的光伏器件同上。

[0094] 基于实施例1富勒烯受体材料(Indene-F1)的光伏器件的I-V曲线见图3，此器件2
的开路电压为0.69V，短路电流为7.81mA/cm，填充因子为0.35，能量转化效率为1.69％。

[0095] 基于实施例8富勒烯受体材料Indene-F8的光伏器件的I-V曲线见图3，此器件的2
开路电压为0.45V，短路电流为2.52mA/cm，填充因子为0.34，能量转化效率为0.38％。