【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈣鈦礦電池，尤其涉及一種自組裝小分子及制備方法、空穴傳輸材料和鈣鈦礦電池。
技術介紹
1、自組裝膜(sams)作為一類可以通過化學吸附與襯底結合的兩親性有機化合物，成為解決鈣鈦礦電池界面問題頗有前景并強大的工具。自組裝膜(sams)可以通過建立相互作用來調節潤濕性或提高不同層之間的粘附力，甚至直接影響相鄰層的能帶結構，同時高空穴選擇性、快空穴傳輸速率和低界面陷阱態密度的特性已經使得反式鈣鈦礦電池與疊層太陽能電池的性能迎來了極大的進步。
2、然而，與常規聚合物和金屬氧化物空穴傳輸材料相比，基于sam的鈣鈦礦電池表現出較差的熱穩定性，因為sam形成分子的熱穩定性很大程度上取決于它們與所選基底的鍵合，由于錨定基團和分子間隔基之間的鍵可以通過溫度誘導的脫附而斷裂，從而對鈣鈦礦的穩定性造成不利影響，也限制了反式鈣鈦礦電池的發展，所以制備新型高效且穩定的空穴傳輸層對鈣鈦礦電池發展意義重大。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種自組裝小分子及制備方法、空穴傳輸材料和鈣鈦礦電池，解決自組裝膜形成的分子容易出現斷裂繼而影響鈣鈦礦電池的性能的技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種自組裝小分子，所述自組裝小分子具有以下結構式：
3、
4、本專利技術還提供一種如上所述自組裝小分子的制備方法，包括以下步驟：
5、制備化合物2：將化合物1、1，2-二溴丁烷和催化劑2添加到堿性溶液中，加熱反應得到反應物2，所述反
6、制備化合物3：將所述化合物2、亞磷酸三乙酯混合，進行加熱回流反應得到反應物3，所述反應物3經過結晶、洗滌得到化合物3；
7、制備自組裝小分子：將所述化合物3溶解到有機溶劑中并加入三甲基溴硅烷進行反應得到反應物4，猝滅反應并去除多余的三甲基溴硅烷和有機溶劑后，再加入甲醇并滴加水至溶液不透明，過濾得到固體物質，所述固體物質經過洗滌、干燥得到自組裝小分子。
8、在本專利技術的一些實施例中，所述化合物1、化合物2、化合物3的結構式分別如下：
9、
10、在本專利技術的一些實施例中，在所述制備化合物2的步驟中，
11、和/或，所述化合物1和1，2-二溴丁烷的摩爾比為1：(15～30)；
12、和/或，所述催化劑2包括四丁基溴化銨；
13、和/或，所述堿性溶液包括氫氧化鉀水溶液；
14、和/或，所述加熱反應的溫度范圍為70℃～100℃；
15、和/或，所述加熱反應的反應時間為12h～24h；
16、和/或，所述萃取包括萃取劑，所述萃取劑包括二氯甲烷；
17、和/或，所述純化包括硅膠柱層析法。
18、在本專利技術的一些實施例中，在所述制備化合物3的步驟中：
19、和/或，所述化合物2和亞磷酸三乙酯的比為摩爾比為1：(15～30)；
20、和/或，所述催化劑3包括四丁基溴化銨。
21、和/或，所述加熱回流反應的溫度范圍為150℃～200℃；
22、和/或，所述加熱反應的反應時間為14h～20h；
23、和/或，在所述結晶步驟中，在所述反應物3中添加石油醚；
24、和/或，在所述洗滌步驟中，用石油醚進行洗滌。
25、在本專利技術的一些實施例中，在所述制備自組裝小分子的步驟中：
26、所述化合物3和三甲基溴硅烷的摩爾比為1：(10～20)；
27、和/或，所述有機溶劑包括無水1，4-二氧六環、n,n-二甲基甲酰胺、三氯乙烷、四氫呋喃中的至少一種；
28、和/或，所述反應的時間為20h～30h。
29、本專利技術還提供一種空穴傳輸材料，所述空穴傳輸材料包括如上所述的自組裝小分子。
30、本專利技術還提供一種鈣鈦礦電池，所述鈣鈦礦電池包括復合空穴傳輸層，所述復合空穴傳輸層包括如上所述的空穴傳輸材料。
31、在本專利技術的一些實施例中，所述復合空穴傳輸層的制備方法包括以下步驟：
32、將空穴傳輸材料分散到溶劑中得到空穴傳輸材料分散溶液，將所述空穴傳輸層前驅體溶液涂覆到基材的表面形成空穴傳輸層；
33、將如上所述的自組裝小分子溶解到有機溶劑中得到自組裝小分子溶液，所述自組裝小分子溶液涂覆到所述空穴傳輸層的表面得到所述復合空穴傳輸層。
34、在本專利技術的一些實施例中，所述空穴傳輸材料包括氧化鎳；和/或，所述自組裝小分子溶液的質量濃度為(0.3～3)mg/ml。
35、在本專利技術的一些實施例中，所述空穴傳輸材料包括氧化鎳，所述氧化鎳分散到溶劑中得到氧化鎳分散溶液，所述氧化鎳分散溶液的質量濃度為(10～60)mg/ml。
36、在本專利技術的一些實施例中，所述鈣鈦礦電池還包括鈣鈦礦活性層，所述鈣鈦礦活性層設于所述復合空穴傳輸層的表面。
37、在本專利技術的一些實施例中，所述鈣鈦礦電池包括反式鈣鈦礦電池，所述反式鈣鈦礦電池自下而上依次包括前電極層，所述復合空穴傳輸層、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層和背電極層。
38、本專利技術所能實現的有益效果：
39、本專利技術設計合成的自組裝小分子有著延展的共軛平面，提升了主核單元的給電子能力，增強了分子間相互作用，表現出了較佳的偶極矩，也提升了材料運輸電荷的能力。
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1.一種自組裝小分子，其特征在于，所述自組裝小分子具有以下結構式：
2.一種權利要求1所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，在所述制備化合物2的步驟中，
4.根據權利要求2所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，在所述制備化合物3的步驟中：
5.根據權利要求2所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，在所述制備自組裝小分子的步驟中：
6.一種空穴傳輸材料，其特征在于，所述空穴傳輸材料包括權利要求1至5任一所述的自組裝小分子。
7.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池包括復合空穴傳輸層，所述復合空穴傳輸層包括權利要求6所述的空穴傳輸材料。
8.根據權利要求7所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述復合空穴傳輸層的制備方法包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述鈣鈦礦電池，其特征在于，所述空穴傳輸材料包括氧化鎳；和/或，所述自組裝小分子溶液的質量濃度為(0.3～3)mg/mL。
10.根據權利要求8所述鈣鈦
11.根據權利要求9所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池還包括鈣鈦礦活性層，所述鈣鈦礦活性層設于所述復合空穴傳輸層的表面。
12.根據權利要求7至11任一所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池包括反式鈣鈦礦電池，所述反式鈣鈦礦電池自下而上依次包括前電極層，所述復合空穴傳輸層、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層和背電極層。
...【技術特征摘要】
1.一種自組裝小分子，其特征在于，所述自組裝小分子具有以下結構式：
2.一種權利要求1所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，在所述制備化合物2的步驟中，
4.根據權利要求2所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，在所述制備化合物3的步驟中：
5.根據權利要求2所述自組裝小分子的制備方法，其特征在于，在所述制備自組裝小分子的步驟中：
6.一種空穴傳輸材料，其特征在于，所述空穴傳輸材料包括權利要求1至5任一所述的自組裝小分子。
7.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池包括復合空穴傳輸層，所述復合空穴傳輸層包括權利要求6所述的空穴傳輸材料。
8.根據權利要求7所述的鈣鈦礦電池，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：請求不公布姓名，請求不公布姓名，請求不公布姓名，
申請(專利權)人：旗濱新能源發展深圳有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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