背景及概述
碳60衍生物是一类功能化富勒烯衍生物，属于新型n型有机半导体材料。碳60衍生物在C60富勒烯骨架上引入苯基与丁氧基羰基丙基官能团，有效改善了纯富勒烯溶解性差、成膜性弱的缺陷，是有机光电领域的核心精细化工材料，广泛应用于光伏器件与有机电子器件研发生产，具备极高的科研价值与产业应用前景。
特性
碳60衍生物常温下为黑色固体粉末，相其分子侧链的酯基结构大幅提升有机溶剂溶解性，可溶于氯仿、甲苯、四氢呋喃等常用光电溶剂，适于溶液加工成膜工艺。碳60衍生物电子迁移率高、电荷分离效率优异，具备良好的电子传输与接受能力，具备良好的抗氧化性，可有效提升光电器件的使用寿命，是性能均衡的有机半导体受体材料。
图1 碳60衍生物的结构示意图
制备
碳60衍生物制备工艺基于富勒烯环丙烷化修饰反应[1]，为Prato反应与Bingel-Hirsch加成反应体系。合成以高纯C60富勒烯为原料，与苯基丁酸丁酯前驱体在惰性气体保护、低温避光条件下发生环加成反应，精准构建[6.6]闭环富勒烯衍生物结构。反应过程通过调控温度、反应时长与催化剂用量，减少开环副产物与未反应原料残留。粗产物经柱层析分离、重结晶提纯、真空干燥精制后，可获得纯度97%以上的碳60衍生物成品[1]。
应用领域
作为优质n型电子受体与传输材料，碳60衍生物主要用于有机光伏电池、体异质结太阳能电池的活性层制备，可有效促进光生电荷分离、抑制电荷复合，显著提升电池光电转换效率。同时可应用于有机场效应晶体管、光电探测器等柔性电子器件，适配柔性、轻质、可溶液加工的新型电子器件制备需求。此外，其优异的自由基清除能力，使碳60衍生物在抗氧化材料、生物光电传感领域具备潜在应用价值。
参考文献
[1]刘永宝;卢博为;刘金彪;卢俊瑞.[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯的制备工艺优化.[J]天津理工大学学报.2026-04-11.