[发明专利]哌嗪基锡配合物及其制备方法、薄膜、太阳能电池

说明书

本发明公开了一种哌嗪基锡配合物及其制备方法、薄膜、太阳能电池。具体的，所述哌嗪基锡配合物具有式(C)所示结构：L‑Sn‑L式(C)其中，L配体基团的结构式如下：其中，R¹～R⁵彼此相同或者不同，且各自独立地选自氢、烷基、烯基、芳基、卤素、含硅基团或卤原子取代基团中的一种。本发明提供的哌嗪基锡配合物，热稳定性高，挥发性优良，具有较好的成膜性能，能够广泛应用于微电子、半导体及光伏电池领域。

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是指一种哌嗪基锡配合物及其制备方法、薄膜、太阳能电池。

背景技术

在光伏电池领域，例如，铜锌锡硫(硒)(CZTS(Se))电池中，光电转换层通过沉积四或五种元素而成。其中，锡不仅对高波长的光线有很强的吸收作用，而且对保障光电转换层的性能起到重要作用。

常用的沉积光电转化层的方法包括物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)和原子层沉积(Atomic LayerDeposition，ALD)。当采用CVD/ALD工艺技术时，锡源的热学性质直接关系到光电转换层的沉积效果，进而影响电池性能。

作为CVD/ALD工艺的锡源，要求具有适当的热稳定性和较高的挥发性，同时还应当具有制备简单、方便运输和储存等特点，以利于生产和使用。就目前的锡源而言，四价锡相较二价锡稳定，被广泛使用，但是其挥发性较差。二价锡在挥发性和成膜性能方面优于四价锡，但是，目前已有的二价锡具有低热稳定性差、合成困难的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种哌嗪基锡配合物及其制备方法，所述哌嗪基锡配合物具有热稳定性高、挥发性优良的特点。

基于上述目的本发明提供的一种哌嗪基锡配合物，具有式(C)所示结构：

L-Sn-L

式(C)

其中，L配体基团的结构式如下：

其中，R¹～R⁵彼此相同或者不同，且各自独立地选自氢、烷基、烯基、芳基、卤素、含硅基团或卤原子取代基团中的一种。

进一步的，所述烷基为1～6个碳原子组成的直链烷基、支链烷基或环烷基；所述烯基为1～6个碳原子组成的链烯基；所述芳基为苯或取代苯；所述卤原子取代基团为卤代烷基或卤代烯基。

进一步的，所述L配体基团选自N-甲基哌嗪基、N-乙基哌嗪基、3-氯-N-甲基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、N-叔丁基哌嗪基、N-正丁基哌嗪基或N-乙烯基哌嗪基中的一种。

本发明还提供一种哌嗪基锡配合物的制备方法，所述哌嗪基锡配合物由L配体基团与二价锡配位制得，

所述L配体基团的结构式如下所示：

其中，R¹～R⁵彼此相同或者不同，且各自独立地选自氢、烷基、烯基、芳基、卤素、含硅基团或卤原子取代基团中的一种；所述二价锡选自二溴化锡、二氯化锡、二氯化锡水合物或二氯化锡配合物中的一种。

进一步的，包括：L配体化合物溶液和烷基锂溶液反应得到锂盐；将所述锂盐与二价锡反应，得到所述哌嗪基锡配合物。

进一步的，将所述L配体化合物溶解在第一反应溶剂中，在-78～0℃搅拌条件下加入所述烷基锂溶液，升温至室温继续搅拌0.5～5小时，过滤收集第一滤渣得所述锂盐。