[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的有機(jī)空穴傳輸材料

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410459003.1
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104230773A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟鴻;胡釗;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 南京友斯貝特光電材料有限公司
• 主分類號: C07C323/36
• 分類號: C07C323/36;C07C319/20;H01L51/46;H01L51/48;H01G9/20
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種用于全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的有機(jī)空穴傳輸材料，其特征在于，所述的有機(jī)空穴傳輸材料以螺二芴為核心僑聯(lián)二芳胺，在尾端引入含硫基團(tuán)修飾，其結(jié)構(gòu)通式為：

化合物IV結(jié)構(gòu)式中，R1和R2指代C1-C12烷基中的一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池有機(jī)空穴傳輸材料的制備方法，包括以下步驟：

a.?格式試劑反應(yīng)：惰性氣體保護(hù)下，將2-溴聯(lián)苯溶于適量的非極性溶劑中，滴加至鎂屑中，制備格氏試劑；將芴酮溶于非極性溶劑中，滴加至上述格式試劑中，反應(yīng)一段時間后，得到產(chǎn)物1；

b.?氧化取代反應(yīng)：將步驟a所得產(chǎn)物1加入到濃硫酸、乙酸和水的混合溶液中，加熱到一定溫度后，加入碘和碘酸，再該體系溫度下反應(yīng)一段時間；

c.?溴-胺縮合：惰性氣體保護(hù)下，將4-（烷基硫代）苯胺溶于二甲基亞砜中，加入適量4-溴硫代苯醚、L-脯氨酸、碘化亞銅和碳酸鉀，升溫至90℃～100℃，反應(yīng)一端時間后，得到產(chǎn)物3；

d.?在惰性氣體保護(hù)下，將步驟b和步驟c所得產(chǎn)物2和產(chǎn)物3溶于弱極性溶劑中，加入有機(jī)磷配體、鈀催化劑和強(qiáng)堿，加熱反應(yīng)，得到產(chǎn)物IV。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池有機(jī)空穴傳輸材料的制備方法，其特征在于，所述步驟a中非極性溶劑為乙醚或四氫呋喃，反應(yīng)時間為12小時~24小時；所述步驟b中加熱溫度為90℃~100℃，反應(yīng)時間為4小時~5小時；所述步驟c中反應(yīng)時間為24小時~48小時；步驟d中加熱溫度為110℃~120℃，反應(yīng)時間為12小時~48小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池有機(jī)空穴傳輸材料的制備方法，其特征在于，所述步驟d中的有機(jī)磷配體為三甲基膦、三苯基膦、三叔丁基膦，鈀催化劑為Pd(PPh₃)₄、PdCl₂(dppf)、Pd(OAc)₂。

5.一種全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池，包括依次層疊的透明襯底、透明導(dǎo)電層、致密層、多孔絕緣層、具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬半導(dǎo)體吸光材料、有機(jī)空穴傳輸層和金屬電極，其特征在于，有機(jī)空穴傳輸層的材料為化合物IV。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池，其特征在于，所述致密層由TiO₂薄膜形成；致密層厚度在20-200?nm之間；優(yōu)選為50?nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池，其特征在于，所述多孔絕緣層由Al₂O₃或ZrO₂或SiO₂形成，所述多孔絕緣層的厚度在200-1500?nm之間，Al₂O₃或ZrO₂或SiO₂形貌為納米顆粒或納米棒或納米線。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池，其特征在于，所述致密層、多孔絕緣層通過絲網(wǎng)印刷法形成。

9.如權(quán)利要求5所述的全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池，其特征在于，具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬半導(dǎo)體吸光材料選自化學(xué)通式為(RNH₃)BX_mY_n中的一種或多種材料，其中?R=CH₃，C₄H₉，C₈H₉?；B=Pb，Sn?；X，Y=Cl，Br，I?；m=1，2，3?；n=3-m。

10.一種全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的制備方法，包括：

提供表面具有透明導(dǎo)電層的透明襯底、在所述透明導(dǎo)電層上形成半導(dǎo)體材料的致密層、在所述致密層上形成多孔絕緣層、在多孔絕緣層上形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)金屬半導(dǎo)體吸光層、在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)有機(jī)金屬半導(dǎo)體吸光層上形成有機(jī)空穴傳輸層以及在有機(jī)空穴傳輸層上形成金屬對電極層，封裝，其特征在于，將化合物化合物IV作為有機(jī)空穴傳輸材料旋涂于鈣鈦礦層，制備空穴傳輸層；對電極通過真空蒸鍍法將對電極蒸鍍到空穴傳輸層表面。