[发明专利]一种α位四丙基取代金属酞菁及其制备方法、一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁：

所述式I中M为Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Pb²⁺、Sn²⁺或Mn²⁺；

所述的具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁的制备方法，包括以下步骤：

将丙基邻苯二腈、可溶性二价金属盐、1,8-二氮杂二环-双环(5,4,0)-7-十一烯和有机溶剂混合后，在保护气氛下进行酞菁成环反应，得到具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁；

所述可溶性二价金属盐为Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Pb²⁺、Sn²⁺或Mn²⁺盐。

2.一种权利要求1所述的具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将丙基邻苯二腈、可溶性二价金属盐、1,8-二氮杂二环-双环(5,4,0)-7-十一烯和有机溶剂混合后，在保护气氛下进行酞菁成环反应，得到具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁；

所述可溶性二价金属盐为Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Pb²⁺、Sn²⁺或Mn²⁺盐。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述丙基邻苯二腈、可溶性二价金属盐中的金属离子和1,8-二氮杂二环-双环(5,4,0)-7-十一烯的摩尔比为2～4：0.5～1.5：4～6。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酞菁成环反应的温度为125～150℃，时间为20～30h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为正戊醇、正己醇或正庚醇。

6.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的FTO衬底层、二氧化锡电子传输层、CH3NH3PbI3钙钛矿吸光层、金属钛菁空穴传输层和金电极层；所述金属钛菁空穴传输层中的金属钛菁为权利要求1中所述具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁。

7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述FTO衬底层的厚度为5～20nm；所述二氧化锡电子传输层的厚度为5～30nm；所述CH3NH3PbI3钙钛矿吸光层的厚度为100～800nm，所述金属钛菁空穴传输层的厚度为30～100nm；所述金电极的厚度为30～150nm。

8.权利要求6或7所述钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在FTO衬底层的一侧第一旋涂氧化亚锡乙醇溶液，然后进行第一退火处理，得到二氧化锡电子传输层；

在所述二氧化锡电子传输层上第二旋涂碘化铅、甲基碘化铵、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺的混合液，然后进行第二退火处理，得到钙钛矿层；

在所述钙钛矿层上第三旋涂金属钛菁的氯苯溶液，干燥，得到金属钛菁空穴传输层；所述金属钛菁为权利要求1中所述具有式I所示结构的α位四丙基取代金属酞菁；

在所述金属钛菁空穴传输层上蒸镀金电极，得到钙钛矿太阳能电池。