一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷有机空穴传输材料制造技术

本发明专利技术公开了一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以偶氮嘧啶和氧化偶氮嘧啶为两个活性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴，R1为氢原子，也可以为碳原子数小于6的烷烃，硅原子上连接烷羟基，n＝1～6。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以偶氮嘧啶和氧化偶氮嘧啶为两个活性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴，R1为氢原子，也可以为碳原子数小于6的烷烃，硅原子上连接烷羟基，n＝1～6。【专利说明】一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电 荷有机空穴传输材料【
】：本专利技术属于太阳能电池
，尤其是涉及偶氮嘧啶类双电荷有 机空穴传输材料在全固态量子点敏化太阳能电池中的应用。 【
技术介绍
】：量子点敏化太阳能电池采用窄帯隙的无机量子点（quantum dots， QDs)材料如CdSe、CdS等吸附在宽帯隙的无机半导体如二氧化钛上作为光阳极而制作的。 这种窄帯隙的无机量子点材料具有如下优点：l)QDs的帯隙可以通过改变颗粒的大小实现 可控调节，进而可以调控QDs的光谱响应范围，以达到和太阳光谱良好的匹配；2) QDs具有 高的摩尔消光系数，可以提高太阳光的利用率；3)量子点敏化太阳能电池可以利用热电子 产生多个电子空穴对，因此具有更高的理论转化效率（44% )。 电解质作为量子点敏化太阳能电池的重要组成材料，一般是将氧化还原电对溶解 在特定的溶剂中制备。在电池的工作中，通过向QDs传递电子实现QDs的再生，并通过在 光阴极接受电子而使电池完成一个完整的循环。因此，电解质的性能对量子点敏化太阳能 电池的效率有着至关重要的影响。目前常用的电解质是以水为溶剂的多硫电解质。然而， 这种以水做溶剂的电解质不可避免的会存在挥发泄露的问题，严重影响了电池的稳定性， 很难满足实际应用的需要。采用有机空穴传输材料代替液态电解质可以组装成全固态量 子点敏化太阳能电池，能解决液态电解质的挥发泄露问题。目前报道的有机空穴传输材料 spiro-OMeDAT，也是从染料敏化太阳能电池中转借而来，并不能很好的满足量子点敏化太 阳能电池的需要，因此效率非常低（远远小于1% )，高效的有机空穴传输材料电解质还没 有被研制出来。 用于量子点敏化太阳能电池的有机空穴传输材料应当具有：（1)较高的空穴迁移 率，能有效的实现电荷迁移，为了匹配量子点敏化电池热电子产生多个电子空穴对，空穴传 输材料最好有多个空穴传输中心，实现能级优化匹配；（2)有机空穴传输材料和多孔的二 氧化钛膜之间的接触要好；3)注入到二氧化钛膜内的电子和空穴传输材料中的空穴之间 的暗反应要小。 基于此，本专利提出一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷 有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以偶氮嘧啶和氧化偶氮嘧啶为两 个活性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴。空穴传输材料的两端分别连接有烷基和硅 氧烷羟基，一方面可以增加材料的柔性，抑制结晶，提高空穴传输效率，另一方面硅氧烷羟 基可以利用羟基与二氧化钛作用，增加了空穴传输材料和二氧化钛膜的接触性，这种作用 抑制了二氧化钛中的电子和空穴传输材料中的空穴的复合，减小了暗反应，取得了良好的 效果。对已公布的专利和文献进行检索，未发现相关内容。本专利技术专利具有明显的实用性、 新颖性和创新性。 【
技术实现思路
】：在量子点敏化太阳能电池工作的时候，量子点敏化太阳能电池可以 利用热电子产生多个电子空穴对，因此，设计具有双电荷传输功能的有机空穴传输材料，能 够很好的匹配热电子产生多个电子空穴对的特征，这在以往的研究论文和专利中没有被提 出，本专利技术首次提出这一概念。作为实现载体，本专利技术提出了一类用于全固态量子点敏化 太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料 以偶氮嘧啶和氧化偶氮嘧啶为两个活性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴，R1为氢原 子，也可以为碳原子数小于6的烷烃，硅原子上连接烷羟基，η = 1?6。【权利要求】1. 一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷有机空穴传输材料，其 特征在于所述的有机空穴传输材料以偶氮嘧啶和氧化偶氮嘧啶为两个活性中心，在电池工 作时，可以传输两个空穴，R1为氢原子，也可以为碳原子数小于6的烷烃，硅原子上连接烷羟 基，η= 1?62. 根据权利要求1所述的一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴 传输材料，其特征在于量子点敏化太阳能电池是通过如下的步骤进行组装：首先将有机空 穴传输材料溶解在乙腈、二氯甲烷、乙醇任意一种溶剂中，配成浓度为〇. 01?〇. 5mol/L的 稀溶液；然后通过旋涂的方法滴加在量子点敏化太阳能电池的光阳极中，让溶剂挥发；最 后将金蒸发在上述的含有有机空穴传输材料的光阳极上得到完整的电池。【文档编号】H01L51/44GK104319350SQ201410645057【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日 【专利技术者】李春生, 孙嬿, 史继富, 马雪刚, 王宏, 张雪亚, 胡一雯, 毛晓亮, 李静, 王通 申请人:河北联合大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的偶氮嘧啶类双电荷有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以偶氮嘧啶和氧化偶氮嘧啶为两个活性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴，R1为氢原子，也可以为碳原子数小于6的烷烃，硅原子上连接烷羟基，n＝1～6

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春生，孙嬿，史继富，马雪刚，王宏，张雪亚，胡一雯，毛晓亮，李静，王通，
申请(专利权)人：河北联合大学，
类型：发明
国别省市：河北;13