[發明專利]基于咔唑的有機小分子空穴傳輸材料的合成及其在鈣鈦礦太陽能電池中的應用

有效

• 申請號: 202110268590.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113185449B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 華雍;歐陽美;吳太
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C07D209/88
• 分類號: C07D209/88;H10K30/40;H10K30/50;H10K85/60
• 代理公司: 昆明祥和知識產權代理有限公司 53114
• 代理人: 和琳

1.一種基于咔唑的有機小分子空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應用，所述鈣鈦礦太陽能電池包括導電玻璃基底、電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層和背電極，其特征在于，所述鈣鈦礦光吸收層使用的材料為(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15，所述空穴傳輸層材料選自化合物OY1、OY2、OY3中的至少一個，所述化合物OY1、OY2、OY3的化學結構式如下：

。

2.如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述OY1的合成步驟如下：

S1：在氮氣環境下，將9H-咔唑、1-碘-4-甲氧基苯溶于二甲基甲酰胺中，然后加入碳酸鉀、碘化銅、1,10-菲咯啉，在153℃下攪拌回流，反應結束后萃取,?減壓蒸餾除去溶劑，粗產物經過柱層析提純得到化合物1；

S2：將化合物1、三氯化鐵溶于三氯甲烷中，在氮氣保護下攪拌數個小時，反應結束萃取、干燥并經過柱層析純化獲得化合物2；

S3：將化合物2溶于三氯甲烷溶液中攪拌，隨后冷卻混合溶液至0℃，分多次添加N-溴代丁二酰亞胺，室溫攪拌，反應結束萃取，干燥并經過柱色譜法純化得到化合物3；

S4：在氮氣環境下，將化合物3、4,4’-二甲氧基二苯胺、叔丁醇鈉溶于無水甲苯中，攪拌至完全溶解后加入醋酸鈀，三叔丁基膦，攪拌回流，反應結束后冷卻至室溫，萃取，減壓蒸餾除去溶劑，粗產物經柱層析提純得到OY1。

3.如權利要求2所述的應用，其特征在于，步驟S1中9H-咔唑、1-碘-4-甲氧基苯的摩爾比為1:1.2；步驟S2中化合物1和三氯化鐵的摩爾比為1:4.2；步驟S3中化合物2物質的量為0.58?mol；步驟S4中化合物3、4,4’-二甲氧基二苯胺、叔丁醇鈉的摩爾比為1:2.2:6。

4.如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述OY2的合成步驟如下：

S1：將9-(4-溴苯基)-9H-咔唑溶于四氫呋喃中，攪拌，使用冰水混合物冷卻混合溶液至0℃，多次少量加入N-溴代丁二酰亞胺，室溫攪拌，反應結束，萃取干燥并經過柱色譜法純化獲得化合物4；

S2：氮氣條件下，將化合物4、4,4’-二甲氧基二苯胺、叔丁醇鈉溶于無水甲苯中，攪拌至完全溶解后加入醋酸鈀，三叔丁基膦，攪拌回流，反應結束后冷卻至室溫，萃取，減壓蒸餾除去溶劑，粗產物經柱層析提純得到OY2。

5.如權利要求4所述的應用，其特征在于，所述步驟S1中9-(4-溴苯基)-9H-咔唑物質的量為1.36?mol；步驟S2中化合物4、4,4’-二甲氧基二苯胺、叔丁醇鈉摩爾比為1:3.2:6。

6.如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述OY3的合成步驟如下：

S1：將9-(4-溴苯基)-9H-咔唑、三氯化鐵溶于三氯甲烷中，在氮氣保護下，攪拌，反應結束后萃取干燥并經過柱色譜法純化得到化合物5；

S2：將化合物5溶于四氫呋喃中，冰水冷卻混合溶液至0℃，然后分多次加入N-溴代丁二酰亞胺，室溫攪拌過夜，反應結束萃取干燥并經過柱色譜法純化獲得化合物6；

S3：氮氣條件下，化合物6、4,4’-二甲氧基二苯胺、叔丁醇鈉溶于無水甲苯中，后加入醋酸鈀，三叔丁基膦，攪拌回流，反應結束后冷卻至室溫，萃取，減壓蒸餾除去溶劑，粗產物經柱層析提純得到OY3。

7.如權利要求6所述的應用，其特征在于，所述步驟S1中9-(4-溴苯基)-9H-咔唑、三氯化鐵的摩爾比為1:6.8；步驟S2中化合物5物質的量為0.46?mol；步驟S3中化合物6、4,4’-二甲氧基二苯胺、叔丁醇鈉摩爾比為1:4.2:6。

8.如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述空穴傳輸層材料在太陽能電池中旋涂的濃度為50?mg?mL^-1，使用的溶劑為氯苯。