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一种四环芳烃膦酸衍生物、制备方法及其在钙钛矿基太阳能电池中的应用技术

技术编号:43096814 阅读:13 留言:0更新日期:2024-10-26 09:42
本发明专利技术公开了一种四环芳烃膦酸衍生物、制备方法及其在钙钛矿基太阳能电池中的应用,属于光电子材料与器件技术领域,以具有刚性共轭平面的四环芳烃基元为母核,以烷基膦酸为锚定基团,通过四环芳烃类单体进行3‑4步反应合成得到,具有空穴迁移率高、热稳定性好、合成步骤简单、合成条件温和等优点,能够作为高效稳定的自组装空穴选择材料应用于钙钛矿基太阳能电池。将所述的四环芳烃膦酸衍生物作为自组装空穴选择材料制备钙钛矿基太阳能电池,可获得>21%的光电转化效率,相比于传统材料2PACZ,所述的四环芳烃膦酸衍生物促进了电荷传输,降低了器件整体的串联电阻,提升了钙钛矿基器件的光电转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子材料与器件,具体涉及一种四环芳烃膦酸衍生物、制备方法及其在钙钛矿基太阳能电池中的应用


技术介绍

1、尽管反式钙钛矿太阳能电池(p-i-n)因其成本低、制备简单、稳定性高和可低温制备等优势而引起了极大的关注,但由于界面的能量损失大,它们通常表现出比传统正式钙钛矿太阳能电池(n-i-p)更低的光电转换效率。解决这一问题的关键是减少钙钛矿光吸收层和空穴选择接触层之间界面能量损失。空穴选择接触层的作用主要表现在:i)将空穴从钙钛矿提取和运输到阳极;ii)阻挡电子到达阳极以避免复合的能量屏障;iii)作为模板,便于钙钛矿的结晶。因此,有必要设计和合成更优的空穴选择接触层材料来进一步提高反式钙钛矿太阳能电池性能。

2、目前最受欢迎的自组装空穴选择材料为咔唑类膦酸衍生物,咔唑基团具有富电子性质,适合作为分子自组装层材料;在早期的研究中,使用带有线性烷基链和膦酸锚定基团的咔唑衍生物材料作为自组装单分子层,在钙钛矿太阳能电池中实现了20%以上的光电转换效率,(al-ashouri,a.,etal."conformal monolayer c本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种四环芳烃膦酸衍生物,其特征在于,结构式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示:

2.根据权利要求1所述的四环芳烃膦酸衍生物,其特征在于,所述的烷基为C1-C40烷基、所述的烯基为C2-C40烯基、所述的炔基为C3-C40炔基、所述的烷氧基为C1-C40烷氧基;所述的取代基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、甲硫基、乙硫基、丙硫基、羟基、羧基、巯基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲氨基或醛基。

3.根据权利要求1或2所述的四环芳烃膦酸衍生物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求1或2所述的四环...

【技术特征摘要】

1.一种四环芳烃膦酸衍生物,其特征在于,结构式如式(ⅰ)或式(ⅱ)所示:

2.根据权利要求1所述的四环芳烃膦酸衍生物,其特征在于,所述的烷基为c1-c40烷基、所述的烯基为c2-c40烯基、所述的炔基为c3-c40炔基、所述的烷氧基为c1-c40烷氧基;所述的取代基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、甲硫基、乙硫基、丙硫基、羟基、羧基、巯基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、甲氨基或醛基。

3.根据权利要求1或2所述的四环芳烃膦酸衍生物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求1或2所述的四环芳烃膦酸衍生物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求3所述的四环芳烃膦酸衍生物的制备方法,其特征在于,步骤(1.1)中,

6.根据权利要求3所述的四环芳烃膦酸衍生物的制备方法,其特征在于,步骤(1.2)中,

7.根据权利要求4所述的四环芳烃膦酸衍生物的制备方法,其特征在于,步骤(2.1)中,

8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:薛晶晶王睿赵可刘情情杨德仁
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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