[发明专利]具有不对称结构的有机聚合物及作为光电材料的用途

说明书

本发明公开了基于具有不对称结构的有机聚合物，制备方法及光电材料的用途。不对称结构的有机聚合物通过给电子D单元和拉电子A单元，在溶剂和催化剂的存在下，进行Stille偶联反应进行聚合得到所述化合物。本申请的化合物具有优良的热稳定性、吸收能级可控、适用于制备具有高效、稳定性好、柔性、大面积的高性能钙钛矿电池空穴材料及有机太阳能电池给体材料。

技术领域

本申请涉及材料化学领域。更具体地，本申请涉及光电材料领域。

背景技术

近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池发展迅速，其光电转换效率已由2009年的3.8％提升至目前的25.2％。钙钛矿电池不仅效率高，还兼具低成本，可溶液加工的特点；同时钙钛矿材料具备吸收强，迁移率高，载流子寿命长，带隙可调等优点。在钙钛矿材料和金属电极之间插入适当的空穴传输材料，能促使电子和空穴在功能层界面分离，减少电荷复合，同时有利于空穴传输，提高电池效率，并且可以提高器件的稳定性。目前被广泛应用的空穴传输材料(Spiro-OMeTAD和PTAA(poly(triarylamine)))一般价格昂贵，且需要通过掺杂易吸水添加剂得到较高的效率，但牺牲了器件的稳定性。因此，开发成本低廉性能优越的新型空穴传输材料，提高钙钛矿电池效率及器件稳定性乃至推进钙钛矿电池的商业化应用意义深远。

发明内容

一方面，本申请涉及选自化合物(1)至(5)的不对称聚合物：

其中R₁分别独立地选自C₁-C₃₀烷基、C₃-C₃₀环烷基、C₁-C₃₀烷氧基；

R₂分别独立地选自基团7至基团12：

其中R选自C₁-C₃₀烷基、C₃-C₃₀环烷基、C₁-C₃₀烷氧基，n4。

R₃分别独立地选自C₆-C₃₀烷基、C₃-C₃₀环烷基、C₆-C₃₀烷氧基及含氧醚链。

作为优选方案，所述的不对称有机聚合物的结构式为

一方面目标分子通过给电子单元和拉电子单元，在溶剂和催化剂的存在下，进行Stille偶联反应进行聚合得到所述聚合物。

所述溶剂为混合溶剂，优选甲苯与N,N-二甲基甲酰胺混合溶剂，溶剂的体积比例为甲苯：N,N-二甲基甲酰胺混合溶剂＝6-10:1。

所述催化剂为Pd₂(dba)₃或Pd(PPh₃)₄。

所述制备方法在保护气体下进行，所述保护气体优选氮气或氩气。

再一方面，本申请涉及包含的具有通式(1)至通式(6)的不对称聚合物在制备钙钛矿太阳能电池中的用途。

又一方面本申请涉及包含的具有通式(1)至通式(6)的不对称聚合物在钙钛矿电池中空穴传输层的用途。

另一方面Spiro-OMeTAD作为空穴传输材料需要配备LiTFSI和t-BP作为掺杂剂，而掺杂剂具有较强的吸水性，影响电池的稳定性。因此，研发新型非掺杂空穴传输材料，降低电池制备成本，提高器件稳定性，对推动钙钛矿电池的产业化具有重要意义。

附图说明