[发明专利]一种以引达省并二噻吩为核心的空穴传输材料及其合成方法和应用

权利要求书

1.一种以引达省并二噻吩为核心的空穴传输材料，其特征在于，化学结构式如下：

其中，R为长碳链基团、苯衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物或硒吩衍生物侧链基团，具体为下列结构中的一种：

＊-R₁

其中，R₁为C₁～C₁₂烷烃基的任意一种；X为O、S或Se。

2.如权利要求1所述的一种以引达省并二噻吩为核心的空穴传输材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(i)在干燥的反应容器中加入引达省并二噻吩衍生物和溶剂四氢呋喃THF，并在冰水浴中进行搅拌，搅拌的同时少量多次加入N-溴代丁二酰亚胺(NBS)，反应1-2h后，升温至室温，反应4-6h，反应结束后，向反应液中加入水溶液，用二氯甲烷萃取数遍，收集有机层，减压移去有机溶剂，将所得固体进行分离提纯，真空干燥，得到化合物1；

(ii)在干燥的反应容器中加入化合物1、4,4’-二甲氧基三苯胺-4”-硼酸频哪醇酯、四(三苯基膦)钯、碳酸钾水溶液和溶剂四氢呋喃，在氮气保护条件下搅拌均匀，并升温加热至80-100℃反应16-24小时，反应结束后，将反应液冷却至室温并用二氯甲烷溶液萃取分离反应液数遍，收集有机层，减压移去溶剂，将所得固体进行分离提纯，真空干燥，得到以引达省并二噻吩为核心结构的空穴传输材料IDT。

3.如权利要求2所述的一种以引达省并二噻吩为核心的空穴传输材料的制备方法，其特征在于，步骤(i)中，引达省并二噻吩衍生物：NBS的摩尔比为1:2；引达省并二噻吩衍生物的反应浓度为0.02～0.05mol/L。

4.如权利要求2所述的一种以引达省并二噻吩为核心的空穴传输材料的制备方法，其特征在于，步骤(ii)中，化合物1：4,4’-二甲氧基三苯胺-4”-硼酸频哪醇酯：四(三苯基膦)钯：碳酸钾的摩尔比为1:2.2:1:10-40；化合物1的反应浓度为0.002～0.015mol/L，碳酸钾水溶液的浓度为2mol/L。

5.将权利要求1所述的以引达省并二噻吩为核心的空穴传输材料用于钙钛矿太阳能电池中的用途。

6.如权利要求5所述的用途，其特征在于，所述的钙钛矿太阳能电池由透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极构成，具体步骤如下：

(1)将透明导电基底切割成固定尺寸，并使用进行刻蚀处理，将刻蚀好的导电基底分别在不同溶剂中超声清洗，随后将其进行紫外臭氧杀菌处理；

(2)在步骤(1)处理后的透明导电基底上通过喷雾热解法或旋涂法，制备电子传输层；

(3)将涂有电子传输层的导电基底移至手套箱中，通过旋涂法将钙钛矿前驱液旋涂到电子传输层上，形成钙钛矿吸收层；

(4)通过旋涂法将以引达省并二噻吩为核心结构的空穴传输材料溶液旋涂到钙钛矿吸收层之上，形成空穴传输层；

(5)通过真空蒸镀的方法将金属电极沉积到空穴传输层上。

7.如权利要求6所述的用途，其特征在于，步骤(2)中，所述的电子传输层为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌或五氧化二铌等金属氧化物中的一种。

8.如权利要求6所述的用途，其特征在于，步骤(3)中，所述的钙钛矿吸收层为CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbI_3-xBr_x、CH₃NH₃PbI_3-xCl_x(0≤x≤3)或全无机钙钛矿CsPbI₃、CsPbBr₃中的一种。

9.如权利要求6所述的用途，其特征在于，步骤(4)中，所述的空穴传输层是通过将30-60mg空穴传输材料溶解于1mL氯苯中，并利用旋涂法或真空蒸镀法将其沉积到钙钛矿吸收层之上。