一种离子型苝二酰亚胺类电子传输材料及其合成方法和用途技术

本发明专利技术属于电子传输材料技术领域，公开了一种离子型苝二酰亚胺类电子传输材料及其合成方法和用途。该材料为一种非富勒烯离子型电子传输材料，其具有优异的导电性及成膜性，并将其成功应用于反式钙钛矿太阳能电池中。该反式钙钛矿太阳能电池的器件结构为玻璃/氟掺杂氧化锡层/致密氧化镍层/钙钛矿吸收层/电子传输层/氧化钛层(TiOx)/银电极。与传统的富勒烯类电子传输材料相比，本发明专利技术制备的基于非富勒烯离子型电子传输材料的反式钙钛矿太阳能电池具有高效率、高稳定性且低成本的优点；本发明专利技术开创了一类新型具有广阔应用前景的非富勒烯离子型电子传输材料，在电子传输材料方面为制备高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池提供了新的选择。

Ionic perylene two imide electron transporting material and its synthetic method and use

The invention belongs to the technical field of electronic transmission materials, and discloses an ionic perylene diamide type electronic transmission material and its synthesis method and application. This material is a kind of non-fullerene ionic electron transport material, which has excellent conductivity and film-forming properties, and has been successfully applied to trans-perovskite solar cells. The device structure of the trans-perovskite solar cell is glass/fluorine-doped tin oxide layer/dense nickel oxide layer/perovskite absorption layer/electron transport layer/titanium oxide layer/silver electrode. Compared with the traditional fullerene electron transfer material, the trans-perovskite solar cell based on the non-fullerene ion type electron transfer material has the advantages of high efficiency, high stability and low cost, and the invention opens up a new type of non-fullerene ion type electron transfer material with broad application prospect. It provides a new choice for the preparation of trans-perovskite solar cells with high efficiency and stability.

【技术实现步骤摘要】
一种离子型苝二酰亚胺类电子传输材料及其合成方法和用途
本专利技术属于电子传输材料
，涉及一种用于反式平面型钙钛矿太阳能电池的离子型苝二酰亚胺类电子传输材料。
技术介绍
作为一种新兴的太阳能电池技术，钙钛矿太阳能电池(PerovskitSolarCells,PSCs)发展迅猛，仅经过短短几年时间其光电转换效率已超过22％，由于其电池性能已达到与硅太阳能电池相当的水平，并且制备工艺简单，成本低廉，具有很好的应用前景，使得钙钛矿太阳能电池迅速成为全球的研究热点。钙钛矿太阳能电池结构主要包括电极、电子传输层(electrontransportlayer,ETL)、钙钛矿吸收层以及空穴传输层(holetransportlayer,HTL)。根据ETL、HTL与钙钛矿活性层的相对位置，电池结构可以分为正式和反式构型的钙钛矿太阳能电池。与正式钙钛矿太阳能电池相比，反式钙钛矿太阳能电池在测试过程中几乎没有迟豫现象，且可以通过简易的低温溶液法制备，从而此类钙钛矿太阳能电池在生产制备过程中避免了第一代硅基太阳能电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅)以及第二代太阳能电池(铜铟镓化合物、砷化镓等)生产过程中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子型苝二酰亚胺类电子传输材料，其特征在于，具有如下化学结构通式(I)：

【技术特征摘要】
1.一种离子型苝二酰亚胺类电子传输材料，其特征在于，具有如下化学结构通式(I)：式(I)中，X为Br或I；式(I)中，n1为0～6的整数；式(I)中，R为C1～C4烷烃基的任意一种。2.根据权利要求1所述的离子型苝二酰亚胺类电子传输材料的合成方法，其特征在于，按照以下步骤进行：(1)在干燥的反应容器中加入化合物D1、频哪醇硼酸酯、催化剂[1,1-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯、醋酸钾和溶剂四氢呋喃，在氮气保护且室温下混合均匀，升温后进行反应一，反应完成后冷却至室温，在反应液中加入水，用乙酸乙酯萃取数遍，收集有机层，减压移去溶剂，剩余物用硅胶柱层析分离提纯，真空干燥，得到化合物D2；化合物D1、D2的化学结构分别为：(2)在干燥的反应容器中加入化合物D2、溴代苝二酰亚胺、催化剂四(三苯基膦)钯、碳酸钾、溶剂甲苯和乙醇，在氮气保护且室温下混合均匀，升温后进行反应二，反应完成后冷却至室温，在反应液中加入水，用二氯甲烷萃取数遍，收集有机层，减压移去溶剂，剩余物用硅胶柱层析分离提纯，真空干燥，得到苝二酰亚胺二聚体；(3)在干燥的反应容器中加入苝二酰亚胺二聚体和溶剂四氢呋喃，室温下混合均匀，随后将溶解有卤代烷烃的丙酮溶液加入到反应容器中，混合均匀，进行反应三，反应完成后，反应液中有沉淀析出，抽滤并收集有机层，减压移去溶剂，剩余物用硅胶柱层析分离提纯，真空干燥，得到离子型苝二酰亚胺电子传输材料。3.根据权利要求2所述的离子型苝二酰亚胺类电子传输材料的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，化合物D1：频哪醇硼酸酯：催化剂[1,1-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯：醋酸钾的摩尔比为1:2.5:0.2:12；化合物D1的反应浓度为0.03～0.06mol/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：程明，陈承，李华明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32