[发明专利]一种芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料的制备及应用

权利要求书

1.一种芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料，其特征在于，具有如下化学通式：

式(Ⅱ)，R₁为C₁～C₆烷烃链的任意一种；

R₂为三苯胺、二甲氧基三苯胺、苯基咔唑给电子基团，具体为下列结构的一种：

2.一种芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备苯并二吲哚类中间体1：在干燥的双口瓶中加入N-烷基吲哚、4,4'-二溴苯偶酰、对甲基苯磺酸和无水甲苯，在氮气保护且室温下均匀搅拌，然后加热，反应过夜，待反应结束后冷却至室温，旋干溶剂甲苯后，在残渣中加入水，二氯甲烷萃取，再用饱和食盐水清洗，收集有机相，加入无水硫酸钠干燥后，减压除去有机溶剂，将所得固体分离提纯，真空干燥，得到苯并二吲哚类中间体1；

(2)将中间体1溶解在1,4-二氧六环中，加入芳胺类硼酸酯，碳酸钾水溶液，四(三苯基膦)钯，在氮气保护且室温下均匀搅拌，然后加热，反应过夜，待反应结束后冷却至室温，旋干溶剂甲苯后，在反应液中加入水，二氯甲烷萃取，再用饱和食盐水清洗，收集有机相，加入无水硫酸钠干燥后，减压除去有机溶剂，将所得固体分离提纯，真空干燥，得到芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料LGY-1,LGY-2,LGY-3和LGY-4，LGY-1,LGY-2,LGY-3和LGY-4的结构如下：

3.根据权利要求2所述的一种芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料的合成方法，其特征在于，所述合成方法中：步骤(1)中，4,4'-二溴苯偶酰、N-烷基吲哚、对甲基苯磺酸的摩尔比为1:2.5:0.2，反应温度为110℃，反应时间为10～24h。

4.根据权利要求2所述的一种芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料的合成方法，其特征在于，所述合成方法中：步骤(2)中，中间体1、芳胺类硼酸酯的摩尔比为1:2～4，反应温度为70～110℃，反应时间为10～24h。

5.权利要求1所述的一种芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料作为空穴传输层在反式平面钙钛矿太阳能电池的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的反式平面钙钛矿太阳能电池由透明导电基底、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、电子缓冲层和金属电极构成，具体步骤为：

(1)将透明导电基底切割成固定尺寸，并进行刻蚀处理，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处理；

(2)在处理后的透明导电基底上，通过旋凃法将芳胺取代苯并二吲哚类有机空穴传输材料制备空穴传输层；

(3)将涂有空穴传输层的导电基底移至手套箱中，通过旋凃法将钙钛矿前驱液旋凃到空穴传输层上，形成钙钛矿吸收层；

(4)通过旋凃法将电子传输材料的溶液旋凃到钙钛矿吸收层之上，形成电子传输层；

(5)通过真空蒸镀的方法将电子缓冲材料沉积到电子传输层上；

(6)通过真空蒸镀的方法将金属电极沉积到空穴传输层上。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，

(1)所述透明导电基底为FTO导电玻璃、ITO导电玻璃或柔性基底中的一种；

(2)所述的空穴传输材料溶液是通过将20mg空穴传输材料溶解于1mL氯苯中配制而成的；

(3)所述钙钛矿前驱液的配置过程为：将CH₃NH₃I与PbI₂以1:1的摩尔比混合溶于二甲基亚砜中，在50℃下搅拌1～3小时，得到CH₃NH₃PbI₃的二甲亚砜溶液；

(4)所述的电子传输材料溶液是通过将20mg电子传输材料PCBM溶解于1mL氯苯中配制而成的；

(5)所述电子缓冲材料为氟化锂；

(6)所述金属电极为金、银中的一种。