一种有机无机杂化纳米材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种有机无机杂化纳米材料及其制备方法与应用。所述纳米材料由给受体型有机化合物和n型无机半导体材料组成；所述给受体型有机化合物的分子式为如式Ⅰ或式Ⅱ所示；所述给受体型有机化合物与n型无机半导体材料的质量比为1：50～250。本发明的有机无机杂化纳米材料具有优异的光电性能，可以用于构筑光电器件。本发明提供的制备方法，简单易行，而且可以将给受体型有机半导体材料键合到n型无机半导体纳米材料的表面上，可以实现有效的分级电子转移，进而促进激子的有效解离和提高光电器件的转换效率，从而提供了一种性能优异的光电材料。本发明提供的有机无机杂化纳米材料的制备方法及其制备的有机无机杂化材料在光电器件方面具有广阔的应用前景。

主权项

一种有机无机杂化纳米材料，其特征在于：所述纳米材料由给受体型有机化合物和n型无机半导体材料组成；所述给受体型有机化合物的分子式为如式Ⅰ或式Ⅱ所示，式Ⅱ，π指的是D基团与A基团之间以共轭键的方式连接；式Ⅰ和式Ⅱ中，D表示给体基团，其选自下述式Ⅲ‑1至式Ⅲ‑22中任一种：式Ⅲ‑1至式Ⅲ‑22中，R₁为H、卤素、C₁‑C₂₀的烷基、卤素取代的C₁‑C₂₀的烷基、C₁‑C₂₀的烷氧基、卤素取代的C₁‑C₂₀的烷氧基、C₁‑C₂₀的芳香基、含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香基、C₁‑C₂₀的芳香稠环基或含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香稠环基；所述含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香基和所述含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香稠环基中的取代基均选自卤素、C₁‑C₂₀的烷基和C₁‑C₂₀的烷氧基中的至少一种；X₁为O、S或Se；Y₁为C或Si；m为1～10之间的自然数；A表示受体基团，其选自下述式Ⅳ‑1至式Ⅳ‑10中任一种：式Ⅳ‑1至式Ⅳ‑10中，R₂为H、卤素、C₁‑C₂₀的烷基、卤素取代基的C₁‑C₂₀的烷基、C₁‑C₂₀的烷氧基、卤素取代的C₁‑C₂₀的烷氧基、C₁‑C₂₀的芳香基、含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香基、C₁‑C₂₀的芳香稠环基或含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香稠环基、‑CN、‑NO₂、‑F、‑Cl、‑C(O)H、‑C(O)NH₂或‑S(O)₂OH；所述含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香基和所述含有取代基的C₁‑C₂₀的芳香稠环基中的取代基均选自卤素、C₁‑C₂₀的烷基和C₁‑C₂₀的烷氧基中的至少一种；X₂为O、S或Se；G选自下述式Ⅴ‑1至式Ⅴ‑4中任一种：式Ⅴ‑1至式Ⅴ‑4中，p为0～20之间的整数；所述n型无机半导体材料为ZnO、TiO₂、ZnS、CdS、CdSe、CdTe、石墨烯或碳纳米管。