[發明專利]一種空穴傳輸材料及其合成方法

在審

• 申請號: 202011258712.5
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112266380A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 馮俊陽;高曉波;王敏強
• 申請（專利權）人: 馮俊陽
• 主分類號: C07D409/14
• 分類號: C07D409/14;C07D417/14;H01L51/46;H01L51/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種空穴傳輸材料，其結構式如式I所示：本發明所制備的空穴傳輸材料具有低的HOMO能級，有利于提高太陽能電池的開路電壓，從而進一步改善光電轉化效率；本發明的空穴傳輸材料為小分子材料，具有較強的π?π相互作用，平面性較好，有利于電荷的傳輸，其次引入含硫原子的噻吩基團，能夠有效提高空穴遷移率。

技術領域

本發明屬于光電轉換技術領域，具體涉及一種空穴傳輸材料及其合成方法。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)近些年發展迅速，因為它具有獨特的光電特性，制備工藝簡單，成本較低等特點成為科研人員的研究重點。而空穴傳輸材料 (HTMs)作為鈣鈦礦太陽能電池結構中的重要組成部分，制約著器件的性能。

固態空穴傳輸材料主要包括：無機半導體、聚合物和有機小分子。在鈣鈦礦太陽能電池中無機空穴傳輸材料獲得了良好轉化效率，具有高的遷移率和低的成本，例如常用到的CuI、CuSCN和NiO，但是由于沉積的溶液使鈣鈦礦部分溶解導致器件穩定性下降。由于聚合物空穴傳輸材料它具有良好的成膜性和較高的空穴遷移率，所以引起了廣泛的關注。最常用的有聚三苯胺(PATT)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)等，但是它們的缺點是提純工藝復雜，溶解度較低，分子量未定，表征難，不易滲透到納米材料中去，因此不適合于大面積使用。

發明內容

針對上述聚合物空穴傳輸材料中存在的問題，本發明的目的在于提供一種空穴傳輸材料及其合成方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術手段：

一種空穴傳輸材料，其結構式如式I所示：

式I。

其中，R’、R”分別選自氫原子、C1-C4的烷基中的一種；

其中，R選自以下R1-R6基團中的一種：

其中*為連接位置。

優選的，其為下列化合物中的一種：

所述的空穴傳輸材料的合成路線如下：

步驟一：

步驟二：

步驟三：

步驟四：

所述的空穴傳輸材料的合成方法，包括如下步驟：

步驟一：將3,6-二溴咔唑，2-噻吩硼酸，K₂CO₃溶液和Pd(PPh₃)₄加入到1,4- 二氧六環中；在氬氣條件下回流反應12h；反應完成后放置至室溫，在反應液中加水，然后用CH₂Cl₂將有機物萃取；有機層用無水Na₂SO₄干燥，然后蒸干溶劑；粗品柱層析(PE/EA＝50:1)純化，得到中間體I；

步驟二：將中間體I，2,8-二溴二苯并噻吩，CuI和Cs₂CO₃加入到DMF中，在氬氣條件下回流14h；反應結束后，將反應后混合物里的催化劑過濾掉，然后蒸發溶劑，蒸干后的混合物通過硅膠柱層析(PE/EA＝450:1)純化，得到中間體II；