[发明专利]一种应用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池的有机空穴传输材料

权利要求书

1.一种用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池的有机空穴传输材料，其特征在于，所述的有机空穴传输材料以螺二芴为核心侨联二芳胺，在尾端引入含硫基团修饰，其结构通式为：

化合物IV结构式中，R1和R2指代C1-C12烷基中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种应用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池有机空穴传输材料的制备方法，包括以下步骤：

a. 格式试剂反应：惰性气体保护下，将2-溴联苯溶于适量的非极性溶剂中，滴加至镁屑中，制备格氏试剂；将芴酮溶于非极性溶剂中，滴加至上述格式试剂中，反应一段时间后，得到产物1；

b. 氧化取代反应：将步骤a所得产物1加入到浓硫酸、乙酸和水的混合溶液中，加热到一定温度后，加入碘和碘酸，再该体系温度下反应一段时间；

c. 溴-胺缩合：惰性气体保护下，将4-（烷基硫代）苯胺溶于二甲基亚砜中，加入适量4-溴硫代苯醚、L-脯氨酸、碘化亚铜和碳酸钾，升温至90℃～100℃，反应一端时间后，得到产物3；

d. 在惰性气体保护下，将步骤b和步骤c所得产物2和产物3溶于弱极性溶剂中，加入有机磷配体、钯催化剂和强碱，加热反应，得到产物IV。

3.根据权利要求2所述的一种应用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池有机空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a中非极性溶剂为乙醚或四氢呋喃，反应时间为12小时~24小时；所述步骤b中加热温度为90℃~100℃，反应时间为4小时~5小时；所述步骤c中反应时间为24小时~48小时；步骤d中加热温度为110℃~120℃，反应时间为12小时~48小时。

4.根据权利要求2所述的一种应用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池有机空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d中的有机磷配体为三甲基膦、三苯基膦、三叔丁基膦，钯催化剂为Pd(PPh₃)₄、PdCl₂(dppf)、Pd(OAc)₂。

5.一种全固态钙钛矿敏化太阳能电池，包括依次层叠的透明衬底、透明导电层、致密层、多孔绝缘层、具有钙钛矿结构的有机金属半导体吸光材料、有机空穴传输层和金属电极，其特征在于，有机空穴传输层的材料为化合物IV。

6.根据权利要求5所述的全固态钙钛矿敏化太阳能电池，其特征在于，所述致密层由TiO₂薄膜形成；致密层厚度在20-200 nm之间；优选为50 nm。

7.根据权利要求5所述的全固态钙钛矿敏化太阳能电池，其特征在于，所述多孔绝缘层由Al₂O₃或ZrO₂或SiO₂形成，所述多孔绝缘层的厚度在200-1500 nm之间，Al₂O₃或ZrO₂或SiO₂形貌为纳米颗粒或纳米棒或纳米线。

8.根据权利要求5或6或7所述的全固态钙钛矿敏化太阳能电池，其特征在于，所述致密层、多孔绝缘层通过丝网印刷法形成。

9.如权利要求5所述的全固态钙钛矿敏化太阳能电池，其特征在于，具有钙钛矿结构的有机金属半导体吸光材料选自化学通式为(RNH₃)BX_mY_n中的一种或多种材料，其中 R=CH₃，C₄H₉，C₈H₉ ；B=Pb，Sn ；X，Y=Cl，Br，I ；m=1，2，3 ；n=3-m。

10.一种全固态钙钛矿敏化太阳能电池的制备方法，包括：

提供表面具有透明导电层的透明衬底、在所述透明导电层上形成半导体材料的致密层、在所述致密层上形成多孔绝缘层、在多孔绝缘层上形成钙钛矿结构有机金属半导体吸光层、在钙钛矿结构有机金属半导体吸光层上形成有机空穴传输层以及在有机空穴传输层上形成金属对电极层，封装，其特征在于，将化合物化合物IV作为有机空穴传输材料旋涂于钙钛矿层，制备空穴传输层；对电极通过真空蒸镀法将对电极蒸镀到空穴传输层表面。