一种免掺杂的空穴传输材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种免掺杂的空穴传输材料及其制备方法，本发明专利技术利用分子工程、侧链工程等技术在材料的分子结构上引入不同官能团，选择性调控材料的光电性质。本发明专利技术以苯并二噻吩为主体进行设计，同时结合苯并噻二唑结构，在噻吩单元上通过增加碳支链调节材料的溶解性，进一步引入卤素原子调节材料的空穴传输性能，最后形成了本发明专利技术设计的PTTDZ系列空穴传输材料。该系列聚合物材料具有结构简单、易于合成、高稳定以及高空穴迁移率等优点。迁移率等优点。迁移率等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种免掺杂的空穴传输材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种免掺杂的空穴传输材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]面对日益严峻的能源和环境问题，可再生能源的开发逐渐受到各国重视。太阳能是可再生能源中被普遍认为最具有发展前景的化石能源替代品之一，而太阳能发电具有效率高、无污染、不受地域限制等优点。近几年，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池以其低制造成本和优异的光电转换性能成为最有前途的第三代光伏技术之一。在过去的十年中，其认证的光电转换效率从3.8％提升到了25.7％，正逐步接近硅基太阳能电池(26.8％)，展现出广阔的应用前景。
[0003]然而，高效钙钛矿电池中广泛采用的含有添加剂的空穴传输材料具有较差的外场稳定性，严重限制了其商业化发展进程。因此，开发成本低廉、性能优异、稳定性高的非掺杂空穴传输材料至关重要。目前已报道的空穴传输材料主要可以分为无机、有机小分子和聚合物空穴传输材料。无掺杂空穴传输材料在非极性溶剂中较低的溶解度和必要的热处理方式限制了它在n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免掺杂的空穴传输材料，其特征在于，具有以下结构：2.如权利要求1所述的一种免掺杂的空穴传输材料，其特征在于，所述结构式中X为F或Cl；其中X为Cl时为式(8)化合物，X为F时为式(9)化合物。3.如权利要求1所述的一种免掺杂的空穴传输材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将发烟硫酸、发烟硝酸、浓硫酸溶于烧瓶中并冷却至0℃，缓慢滴加式(1)化合物，随后常温反应四小时，将溶液倒入冰水中，过滤后得到式(2)化合物；S2：在Ar保护下，式(2)化合物、式(3)化合物和催化剂Pd(PPh3)4(四(三苯基膦)钯)溶于甲苯(Tol)中，回流(reflux)反应12h；反应结束后，旋干溶剂，粗产品柱色谱分离得式(4)化合物；
S3：氩气保护下，向式(4)化合物中添加乙醇(EtOH)与浓盐酸，然后加入SnCl2(二氯化锡)，室温搅拌得式(5)化合物；S4：将式(5)化合物溶于吡啶(py)溶液中，加热至80℃，加入PhNSO(N
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亚磺酰苯胺)五分钟后加入TMSCl(三甲基氯硅烷)，80℃反应两小时，室温搅拌反应过夜，倒入CF(氯仿)中，MHCl(甲醇盐酸)洗涤，有机相用盐水洗涤后，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂后，柱色谱分离提纯，得式(6)化合物；S5：在Ar保护下，将式(6)化合物、NBS(N
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溴代琥珀酰亚胺)溶于10ml氯仿、醋酸中，反应过夜，用吡啶萃取，无水MgSO4干燥；旋蒸除去溶剂，柱色谱分离提纯得式(7)化合物；
S6：在双口瓶中将式(7)化合物和PTTDZ
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Cl溶解在严格除氧的甲苯中；氩气保护下，快速加入Pd2(dba)3(三(二亚苄基丙酮)二钯)和P(o
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tol)3(三(邻甲基苯基)膦)，避光下，升温至110℃反应24小时；反应冷却至室温，将反应液倒入到含有甲醇(Methanol)的烧杯中，抽滤收集沉淀物；依次用甲醇、正己烷、丙酮、二氯甲烷索氏提取，除去催化剂和低分子量的聚合物，最后用氯仿索氏提取，所得到溶液浓缩后滴入的甲醇中，抽滤，得到式(8)化合物；S7：在双口瓶中将式(7)化合物和PTTDZ
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F溶解在严格除氧的甲苯中；氩气保护下，快速加入三(二亚苄基丙酮)二钯和三(邻甲基苯基)膦，避光下，升温至110℃反应24小时；反应冷却至室温，将反应液倒入到含有甲醇的烧杯中，抽滤收集沉淀物；依次用甲醇、正己烷、丙酮、二氯甲烷索氏提取，除去催化剂和低分子量的聚合物，最后用氯仿索氏提取，所得到溶液浓缩后滴入甲醇中，抽滤，得到式(9)化合物。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中发烟硫酸用量为(110
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴义辉，冯娅亭，李婷，花雨，彭强，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：