[發(fā)明專利]具有空穴傳輸性能的帶有氨基酸基團的兩性離子共軛聚電解質(zhì)的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110408008B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高德青;郇義紅;譚超;馮興翠;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
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本專利開發(fā)的帶有氨基酸基團的兩性離子共軛聚電解質(zhì)，具有穩(wěn)定性高、溶解性能好、能級匹配等優(yōu)點，在鈣鈦礦太陽能電池中比傳統(tǒng)空穴傳輸材料PEDOT：PSS呈現(xiàn)明顯的優(yōu)勢，展示出在鈣鈦礦太陽能電池、有機太陽能電池、有機發(fā)光二極管等電子領(lǐng)域中潛在而廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及帶有氨基酸基團的兩性離子共軛聚電解質(zhì)作為空穴傳輸材料，及在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

鈣鈦礦太陽能電池自2009年被提出以來取得了迅猛的發(fā)展，在短短幾年內(nèi)實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換效率的飆升，其性能甚至超越了有多年積累的其它類型電池，在2013年被Science評為國際十大科技進展之一，成為目前新型太陽能電池的研究熱點之一。空穴傳輸材料是鈣鈦礦太陽能電池的重要組成部分，并且在電流產(chǎn)生過程中擔負著不可替代的作用。反式鈣鈦礦太陽能電池基本結(jié)構(gòu)是ITO/空穴傳輸層/CH₃NH₃PbX₃/電子傳輸層/金屬電極，PEDOT：PSS是最常用的空穴傳輸材料。PEDOT：PSS在平面外方向電荷轉(zhuǎn)移較差，HOMO能級較低，導(dǎo)致鈣鈦礦太陽能電池有能量損失，對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換效率相對較低。設(shè)計合成具有合適的HOMO能級、高空穴遷移率以及熱力學(xué)性質(zhì)和紫外光下穩(wěn)定的有機空穴傳輸材料，成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供帶有氨基酸基團的兩性離子共軛聚電解質(zhì)空穴傳輸材料及其在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用。

本發(fā)明的特征是提供的帶有氨基酸基團的兩性離子共軛聚電解質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式如下式所示，

其中y＝1-8

本發(fā)明的另一特征是帶有氨基酸基團的兩性離子共軛聚電解質(zhì)在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用及表征。

附圖說明

結(jié)合如下附圖及詳細描述將會更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點，其中：

圖1 2-(3′-噻吩基)乙醇的核磁共振氫譜圖；

圖2 2-(3′-噻吩基)對甲苯磺酸乙酯的核磁共振氫譜圖；

圖3 N-(叔丁氧基羰基)-O-[2-(3′-噻吩基)-乙基]色氨酸核磁共振氫譜圖；

圖4 聚3-(2′-色氨酸乙基)噻吩(POWT)的核磁共振氫譜圖；

圖5 鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6 鈣鈦礦太陽能電池短路電流密度J_sc(mA/cm²)-開路電壓V_oc(V)曲線圖

具體實施方案

下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施案例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，以聚合物POWT為例說明材料的化學(xué)合成。

實施案例1：

聚合物POWT的路線如下：

(1)2-(3′-噻吩基)乙醇的合成