[发明专利]一种以四碳链相连的咔唑为核心的空穴传输材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种以四碳链相连的咔唑为核心的新型空穴传输材料及其制备方法与应用，所述空穴传输材料以丁烷、丁二烯或丁二炔相连的咔唑为核心，以烷氧基或烷硫基取代的二苯胺为侧基，其较多的三苯胺结构可有效提升空穴迁移率，含有咔唑结构使其具有良好的平面堆积作用，提高空穴传输能力，同时丁烷、丁二烯或丁二炔将两咔唑相连提高了分子的稳定性，末端引入烷氧基或烷硫基来调控材料的性能，材料合成简单，成本低廉，性能良好，有着优良的热稳定性，可作为空穴传输材料应用于有机感光鼓、OLED和太阳能电池等光电器件，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及空穴传输材料技术领域，更具体地，涉及一种以四碳链相连的咔唑为核心的空穴传输材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着经济的不断发展，人民生活质量的提高，光电技术越来越变得与人类生活息息相关，例如打印机中的有机光导鼓(OPC)、显示器的OLED，以及解决能源危机问题的太阳能电池等，都是最近几年的研究热门。

OPC目前几乎已经完全取代了传统的无机光导鼓，广泛应用于激光打印、静电复印等领域，而载流子传输材料(CTL)在OPC的应用中占有十分重要的地位，能起到促进光生载流子的传输和分离、增强表面机械强度和保护感光体等作用。OLED作为目前最有发展前景之一的有机发光半导体材料，也在高端显示屏中发挥重要作用，具有自发光、广视角、较高对比度、较低电耗和极高反应速度等优点。空穴传输层在OLED器件中占有十分重要的地位，目前OLED空穴传输层主要包含三苯胺结构，其中包括spiro-NPB、spiro-TAD等一系列具有代表性的空穴传输材料，但spiro结构的空穴传输材料造价高、合成步骤复杂，所以一种廉价高效的空穴传输材料的研发迫在眉睫。

以钙钛矿太阳能电池为代表的太阳能电池是近年来发展起来的一种新型太阳能电池，能够有效解决染料敏化太阳能电池的诸多缺点，因而成为了太阳能电池研究的热点。目前钙钛矿电池的光电转化效率已经突破23.7％，尽管还存在许多问题，如钙钛矿遇水降解，影响电池的使用寿命。但是，钙钛矿太阳能电池已成为最有应用前景的太阳能电池之一。

尽管有关钙钛矿材料及器件的研究有了巨大进步，但是更高效、稳定及廉价的空穴传输材料却发展缓慢。目前，空穴传输材料主要被spiro-OMeTAD以及更加昂贵的PTAA所主导。设计合成简单、提纯成本较低且高性能的空穴传输材料对于太阳能电池未来的发展非常重要。

总之，性能优良的有机电荷传输材料在光电器件中起着重要作用，其在有机光导体材料中为载流子的传输提供了有效通道，是OPC、OLED和太阳能电池等光电器件不可或缺的组成部分，随着光电器件日益普及，性能更加优越的半导体材料的需求更为急迫，因而有机空穴传输材料的研究具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种以四碳链相连的咔唑为核心的新型空穴传输材料，所述空穴传输材料以丁烷、丁二烯或丁二炔相连的咔唑为核心，以烷氧基或烷硫基取代的二苯胺为侧基，具有良好的空穴传输能力，其合成成本较低，合成步骤简单，在OPC、OLED和太阳能电池等领域中具有较高的应用价值。

本发明的另一目的在于提供所述空穴传输材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述空穴传输材料的应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种以四碳链相连的咔唑为核心的空穴传输材料，所述空穴传输材料的化学通式如式(I)所示：