[发明专利]一种空穴传输材料及其合成方法

说明书

一种空穴传输材料，其结构式如式I所示：本发明所制备的空穴传输材料具有低的HOMO能级，有利于提高太阳能电池的开路电压，从而进一步改善光电转化效率；本发明的空穴传输材料为小分子材料，具有较强的π‑π相互作用，平面性较好，有利于电荷的传输，其次引入含硫原子的噻吩基团，能够有效提高空穴迁移率。

技术领域

本发明属于光电转换技术领域，具体涉及一种空穴传输材料及其合成方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池(PSCs)近些年发展迅速，因为它具有独特的光电特性，制备工艺简单，成本较低等特点成为科研人员的研究重点。而空穴传输材料 (HTMs)作为钙钛矿太阳能电池结构中的重要组成部分，制约着器件的性能。

固态空穴传输材料主要包括：无机半导体、聚合物和有机小分子。在钙钛矿太阳能电池中无机空穴传输材料获得了良好转化效率，具有高的迁移率和低的成本，例如常用到的CuI、CuSCN和NiO，但是由于沉积的溶液使钙钛矿部分溶解导致器件稳定性下降。由于聚合物空穴传输材料它具有良好的成膜性和较高的空穴迁移率，所以引起了广泛的关注。最常用的有聚三苯胺(PATT)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)等，但是它们的缺点是提纯工艺复杂，溶解度较低，分子量未定，表征难，不易渗透到纳米材料中去，因此不适合于大面积使用。

发明内容

针对上述聚合物空穴传输材料中存在的问题，本发明的目的在于提供一种空穴传输材料及其合成方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种空穴传输材料，其结构式如式I所示：

式I。

其中，R’、R”分别选自氢原子、C1-C4的烷基中的一种；

其中，R选自以下R1-R6基团中的一种：

其中*为连接位置。

优选的，其为下列化合物中的一种：

所述的空穴传输材料的合成路线如下：

步骤一：

步骤二：

步骤三：

步骤四：

所述的空穴传输材料的合成方法，包括如下步骤：

步骤一：将3,6-二溴咔唑，2-噻吩硼酸，K₂CO₃溶液和Pd(PPh₃)₄加入到1,4- 二氧六环中；在氩气条件下回流反应12h；反应完成后放置至室温，在反应液中加水，然后用CH₂Cl₂将有机物萃取；有机层用无水Na₂SO₄干燥，然后蒸干溶剂；粗品柱层析(PE/EA＝50:1)纯化，得到中间体I；

步骤二：将中间体I，2,8-二溴二苯并噻吩，CuI和Cs₂CO₃加入到DMF中，在氩气条件下回流14h；反应结束后，将反应后混合物里的催化剂过滤掉，然后蒸发溶剂，蒸干后的混合物通过硅胶柱层析(PE/EA＝450:1)纯化，得到中间体II；