[發明專利]一種太陽能電池中電子傳輸層的制造方法

有效

• 申請號: 201210474210.5
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103030581A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 梅欣;張俊
• 申請（專利權）人: 溧陽市生產力促進中心
• 主分類號: C07C323/37
• 分類號: C07C323/37;C07C323/41;C07C323/19;C07C319/14;C07D213/70;C07D333/70;H01L51/46
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 查俊奎

技術領域

本發明涉及一種材料的制造方法，尤其涉及一種太陽能電池中電子傳輸層材料的制造方法。

背景技術

隨著全球能源需求的逐年增加，石油、煤炭等一次性能源的日漸枯竭，人們對風能、太陽能等可再生資源投入了更多的關注和研究，其中基于光伏效應的太陽能電池是其中的熱點之一。

目前，市場上成熟的太陽電池主要為基于單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、磷化銦以及多晶膜化合物半導體等無機太陽能電池，其中，多晶硅和非晶硅太陽能電池在民用太陽能電池市場上占主導地位。經過五十余年的發展，無機單晶硅太陽電池的光電轉換效率已經由發明之初的6％，提高到目前的最高效率可達30％以上，但是由于無機半導體太陽電池對材料純度的要求非常高，且價格昂貴，因此其應用受到很大限制。?

1986年，美國柯達公司首次在同一器件中引入給體和受體材料，形成異質結電池轉換效率達到1％，標志著有機半導體制備的光伏器件取得突破。1995年俞鋼等人通過將電子給體材料與受體材料共混，制得共軛聚合物MEH-PPV和碳60互穿網絡結構的太陽電池，其能量轉換效率達到2.9％。體異質結概念產生克服了單層、雙層/多層器件的結構缺陷。由于電子給體與電子受體各自形成網絡狀連續相，光誘導所產生的電子與空穴分別在各自的相中輸運并在相應的電極上被收集，光生載流子在到達相應的電極前被重新復合的幾率大大降低，從而提高了光電流。這樣，體異質結結構就能大幅度的提高光電能量轉換效率。如今，體異質結概念已廣泛用于基于聚合物的太陽電池，能量轉換效率已能達到5％以上，其具有誘人的發展方向。

但是，目前有機太陽電池的開路電壓一般只能達到0.60~0.80eV左右，距離商業化還有一段較大的距離。因此，如何獲得高效率更高，性能更穩定的有機太陽能電池，實現其商業化生產，應用于目前無機太陽電池所應用的所有領域，是本領域技術人員面臨的很大挑戰。

發明內容

本發明公開了一種用于太陽能電池的電子傳輸層的材料的制造方法，采用該材料作為電子傳輸層制造的太陽能電池具有較高的開路電壓，從而具有良好的器件性能。

本發明公開的該聚合物具有通式（I）的結構，其聚合度n為1～300的任意整數，該聚合物的制造方法包括如下步驟：

（1）、化合物1在濃硝酸和醋酸作用下脫羧硝化得化合物2，再用鋅粉/醋酸或鈀碳/水合肼還原成化合物3，然后用亞硝酸鈉和鹽酸制成重氮鹽溶液，再與乙基黃原酸鉀反應生成化合物4；?

（2）、將芳香胺5用亞硝酸鈉和鹽酸制成重氮鹽溶液，再與碘化鈉反應合成芳香碘代產物6；?

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（3）、將化合物4溶于四氫呋喃，用四氫鋰鋁還原成苯硫酚7；

（4）、將芳香碘代化合物6與苯硫酚7溶于乙二醇和異丙醇或甲苯等溶劑中，在碳酸鉀和碘化亞銅作用下合成結構為通式I的材料；

其中，A選自結構式II所示的4-硝基取代的取代苯基、結構式III所示的4-烷氧基取代的取代苯基、結構式IV所示的取代雜環或結構式V所示的取代雜環；?

其中R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₁₀，R₁₁，R₁₂，R₁₃，R₁₄，，R₁₅，R₁₆，R₁₇，R₁₈分別獨立選自氫、鹵素、羥基、胺基、取代胺基、氰基、烷基、烷氧基、硝基、酰胺基、鹵代烷基、酰基、醛基、羧基、烷氧羰基或酰氧基，且R₅，R₆，R₇，R₈不同時為氫；?

R₉選自1-3個碳原子的烷基或1-3碳原子取代烷基；?

X，Y分別獨立選自氮、氧或硫；?

其中所述烷基為1-6個碳原子烷基；所述烷氧基為1-6個碳原子的烷基氧基或氧基烷基；所述鹵代烷基為被F、Cl或Br取代的1-6個碳原子的烷基；烷氧羰基為1-6個碳原子的烷氧羰基。

各個步驟中的具體條件如下：