本发明属于有机半导体材料，具体涉及一种盘状液晶有机半导体化合物及制备方法与应用。
背景技术：
1、能源问题已成为全人类共同关注的话题。太阳能作为一种取之不尽，用之不竭的清洁能源，被认为是未来最适合、最安全、最理想的替代能源。因此，太阳能光伏技术受到人们的广泛关注。
2、晶体硅太阳能电池因其高的光电转换效率和耐用性目前主导着太阳能光伏市场，但其制造成本高(需要800℃的温度)和难以大尺寸制备等缺点限制了其发展。有机-硅杂化太阳能电池因其加工简便(温度<200℃)、成本低，以及能大面积制备等诸多优点，已成为太阳电池的研究热点，目前，孙喆，何雅等人公开了一种pss-si混合太阳能电池的性能增强方法，该方法综述了pedot：pss/si hscs的性能以及提高其效率的方法，如pedot：pss改性、捕获效果优化、硅表面钝化、界面层增加、背触改进、金属顶电极优化等，将最高能量转换效率已经达到18％，具有十分重要的商业应用前景。
3、但是盘状液晶有机半导体作为掺杂剂来改善pedot：pss空穴注入层的载流子迁移率进而提高有机-硅杂化太阳能电池光电转换效率的报道还很少，已公开的文章中也并未对盘状液晶有机半导体材料结合了液晶分子的结构自愈性和盘状柱相液晶自组装的准一维电荷传输特性进行调控应用来调控空穴注入层的微观形貌和导电性能，因此在一定程度上仍然存在缺陷。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明设计了一种盘状液晶有机半导体化合物及制备方法与应用，该盘状液晶有机半导体材料结合了液晶分子的结构自愈性和盘状柱相液晶自组装的准一维电荷传输特性，掺杂到pedot:pss空穴注入层中，可以有效调控空穴注入层的微观形貌和导电性能，进而提高有机-硅杂化太阳能电池的能量转换效率。同时，本发明还提供了一种简单的制备方法，使该有机半导体材料的制备过程更加便捷和经济。
2、为了达到上述技术效果，一方面，本发明公开了一种盘状液晶有机半导体化合物，所述化合物的结构式如下：
3、
4、另一方面，本发明公开了一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法：包括以下步骤：
5、s1：在氮气保护条件下，将化合物1溶于四氢呋喃中，0℃条件下将正丁基锂逐滴加入上述反应体系中反应30min，然后将2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪溶于四氢呋喃中逐滴加入上述反应体系中，继续在0℃条件下反应30min，然后将反应升温到80℃反应过夜；反应完全后，经过萃取、分离、提纯处理得到化合物2；
6、s2：在0℃条件下，将化合物2溶于二氯甲烷中，然后将三溴化硼逐滴加入s1最终得到的反应体系中，室温搅拌反应至原料反应完全，停止反应，经过萃取、分离处理得到化合物3；
7、s3：将化合物3溶于n,n-二甲基甲酰胺中，然后加入无水碳酸钾和溴代烷烃，80℃搅拌反应至tlc检测原料反应完全，停止反应，经过萃取、分离提纯处理得到盘状液晶化合物tcz-n。
8、进一步的，所述s1中2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪、化合物1和正丁基锂的投料摩尔比为1：3-5：3-5；化合物1为3，6-二甲氧基咔唑；
9、进一步的，所述s1中的萃取、分离、提纯的具体操作为：反应结束后，将混合物通过布氏漏斗抽滤，并用蒸馏水和乙酸乙酯先后洗涤滤渣；
10、进一步的，所述s2中的化合物2和三溴化硼的投料摩尔比为1：6-7.5；
11、进一步的，所述s2中的萃取、分离的具体操作为：反应结束后，向反应液中缓慢滴加饱和碳酸钠溶液至溶液ph为中性，然后用乙酸乙酯萃取(3×30ml)，合并有机层并用无水硫酸钠干燥，最后减压蒸馏除去有机溶剂，得到的化合物3直接用于下一步合成；
12、进一步的，所述s3中所述化合物3、碳酸钾和溴代烷烃的投料摩尔比为1：6-12：6-12；
13、进一步的，所述s3中的萃取、分离、提纯的具体操作为：反应结束后，向反应中加入100ml乙酸乙酯，然后用饱和食盐水洗涤有机层(3×30ml)，无水硫酸钠干燥有机层，最后减压蒸馏除去有机溶剂，粗产物经过柱层析提纯(洗脱剂：石油醚)得到化合物tcz-n。
14、本发明的有益效果是：
15、1)本发明合成了一种盘状液晶有机半导体化合物，该盘状液晶有机半导体材料结合了液晶分子的结构自愈性和盘状柱相液晶自组装的准一维电荷传输特性，掺杂到pedot:pss空穴注入层中，可以有效调控空穴注入层的微观形貌和导电性能，进而提高有机-硅杂化太阳能电池的能量转换效率。
16、2)本发明公开的制备方法简单高效、原料便宜易得、反应条件温和安全、产品提纯简便，适宜工业化生产。
17、3)本发明提供的盘状液晶有机半导体化合物掺杂到pedot:pss空穴注入层中可显著提高有机-硅杂化太阳能电池的能量转换效率，具有很好的应用前景及经济效益。
1.一种盘状液晶有机半导体化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如下：
2.一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，所述s1中2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪、化合物1和正丁基锂的投料摩尔比为1：3-5：3-5；化合物1为3，6-二甲氧基咔唑。
4.根据权利要求2所述的一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，所述s1中的萃取、分离、提纯的具体操作为：反应结束后，将混合物通过布氏漏斗抽滤，并用蒸馏水和乙酸乙酯先后洗涤滤渣。
5.根据权利要求2所述的一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，所述s2中的化合物2和三溴化硼的投料摩尔比为1：6-7.5。
6.根据权利要求2所述的一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，所述s2中的萃取、分离的具体操作为：反应结束后，向反应液中缓慢滴加饱和碳酸钠溶液至溶液ph为中性，然后用乙酸乙酯萃取，合并有机层并用无水硫酸钠干燥，最后减压蒸馏除去有机溶剂。
7.根据权利要求2所述的一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，所述s3中所述化合物3、碳酸钾和溴代烷烃的投料摩尔比为1：6-12：6-12。
8.根据权利要求2所述的一种盘状液晶有机半导体化合物的制备方法，其特征在于，所述s3中的萃取、分离、提纯的具体操作为：反应结束后，向反应中加入100ml乙酸乙酯，然后用饱和食盐水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥有机层，最后减压蒸馏除去有机溶剂，粗产物经过柱层析提纯得到化合物tcz-n。
9.如权利要求2-8任一项所述盘状液晶有机半导体化合物的制备方法制备得到的化合物tcz-n在有机-硅杂化太阳能电池中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，将制备得到的化合物tcz-n用作掺杂剂，将体积分数为0.8％的掺杂剂注入有机-硅杂化太阳能电池中空穴注入层pedot:pss。
