【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鈣鈦礦電池，尤其涉及一種鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法、鈣鈦礦電池、空穴傳輸材料。
技術(shù)介紹
1、隨著能源的日益短缺，有必要開發(fā)太陽能等取之不盡的清潔能源，而太陽能電池是利用太陽能的最重要的技術(shù)之一。在許多太陽能電池中，鈣鈦礦電池（pscs）作為第三代新電池，功率轉(zhuǎn)換效率（pce）已經(jīng)從2009年的3.8%增長到目前已獲得認證的26.1%，具有很大的研究價值和發(fā)展前景反向pscs。特別是反式psc由于其易于制造，低遲滯效應(yīng)和優(yōu)異的穩(wěn)定性而更有希望實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，而高效的空穴傳輸層是保證鈣鈦礦電池高效率和高效率的重要因素。
2、目前，通常將常用的空穴傳輸材料(htms)例如pedot:pss制備成空穴傳輸層前驅(qū)體溶液，再涂覆到基材的表面形空穴傳輸層，然而，由于pedot:pss具有酸性，在長時間作用下會侵蝕鈣鈦礦材料，降低光伏組件的穩(wěn)定性。
3、為了解決穩(wěn)定性問題，人們轉(zhuǎn)而采用了niox材料作為空穴傳輸材料，然而，niox具有多種氧化態(tài)，容易與鈣鈦礦材料進行氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致電壓損失。此外，采用niox制備空穴傳輸層還需要高溫退火，溫度需高達300℃以上，這不利于商業(yè)化應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于
技術(shù)介紹
，本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法、鈣鈦礦電池、空穴傳輸材料。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，包括以下步驟：將空穴傳輸層前驅(qū)體溶液涂覆到基材的表面得到所述空穴傳輸層
3、
4、在所述結(jié)構(gòu)通式中：
5、x包括s、se或te；
6、r1包括氫、鹵素、醛基、氰基、苯基、噻吩基、三氟甲基；
7、r2包括氫、鹵素、醛基、氰基、苯基、噻吩基、三氟甲基；
8、l包括烷基、苯基、萘基、蒽基、噻吩基；
9、a是。
10、在本專利技術(shù)的一些實施例中，在所述結(jié)構(gòu)通式中，所述l包括所述烷基，所述烷基包括c2的烷基或c4的烷基；和/或，所述r1和r2相同。
11、在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述自組裝小分子包括以下至少一種結(jié)構(gòu)式：、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、。
12、在本專利技術(shù)的一些實施例中，上述自組裝小分子的制備方法包括方法一和方法二；
13、所述方法一包括以下步驟：
14、制備通式化合物m1：將通式化合物m和n-溴代膦酸二乙酯混合，在堿性試劑提供的堿性條件下發(fā)生親核取代反應(yīng)生成通式化合物m1，所述n-溴代膦酸二乙酯中的n包括大于等于1的整數(shù)；
15、水解反應(yīng)：所述通式化合物m1和三甲基溴硅烷混合進行水解反應(yīng)得到所述自組裝小分子；
16、所述方法二包括以下步驟：
17、制備通式化合物m2：所述通式化合物m和雙溴取代的ar在銅催化劑的作用下發(fā)生烏爾曼反應(yīng)得到通式化合物m2；
18、制備通式化合物m3：所述通式化合物m2和亞磷酸二乙酯在鈀催化劑的作用下進行偶聯(lián)反應(yīng)得到通式化合物m3；
19、水解反應(yīng)：所述通式化合物m3和三甲基溴硅烷混合發(fā)生水解反應(yīng)得到所述自組裝小分子。
20、在本專利技術(shù)的一些實施例中，在所述方法一的步驟中，所述通式化合物m、n-溴代膦酸二乙酯和堿性試劑的摩爾比為1：（2~5）：（2.5~5）；
21、和/或，所述親核取代反應(yīng)的溫度為0~100℃；
22、和/或，所述親核取代反應(yīng)的時間為12h~24h；
23、和/或，所述通式化合物m1和三甲基溴硅烷的摩爾比為1:10~20；
24、和/或，所述水解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20℃~35℃；
25、和/或，所述水解反應(yīng)的反應(yīng)時間為12h~24h。
26、在本專利技術(shù)的一些實施例中，在所述方法二的步驟中，所述通式化合物m與所述雙溴取代的ar的摩爾比為1:2~4；
27、和/或，所述烏爾曼反應(yīng)的反應(yīng)溫度為60℃~180℃；
28、和/或，所述烏爾曼反應(yīng)的反應(yīng)時間為8h~24h。
29、在本專利技術(shù)的一些實施例中，自組裝小分子溶解到有機溶劑中得到所述空穴傳輸層前驅(qū)體溶液；和/或，涂覆方法包括旋涂法；和/或，所述空穴傳輸層前驅(qū)體溶液涂覆到基材的表面后還進行退火處理。
30、本專利技術(shù)還提供一種鈣鈦礦電池，包括如上所述制備方法制備得到的空穴傳輸層。
31、在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述鈣鈦礦電池包括透明導(dǎo)電氧化物層，所述空穴傳輸層設(shè)于所述透明導(dǎo)電氧化物層的表面。
32、在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述鈣鈦礦電池自下而上依次包括透明導(dǎo)電氧化物層、所述空穴傳輸層、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層和背電極層。
33、本專利技術(shù)還提供一種空穴傳輸材料，所述空穴傳輸材料包括自組裝小分子，所述自組裝小分子包括以下結(jié)構(gòu)通式：
34、
35、在所述結(jié)構(gòu)通式中：
36、x包括s、se或te；
37、r1包括氫、鹵素、醛基、氰基、苯基、噻吩基或三氟甲基；
38、r2包括氫、鹵素、醛基、氰基、苯基、噻吩基或三氟甲基；
39、l包括烷基、苯基、萘基、蒽基或噻吩基；
40、a包括。
41、本專利技術(shù)所能實現(xiàn)的有益效果：
42、本專利技術(shù)利用自組裝小分子制備鈣鈦礦電池的空穴傳輸層，自組裝小分子具有d-a-d型的分子結(jié)構(gòu)，剛性共軛平面和雙錨定基團，雙錨定基團可以通過化學(xué)鍵合的方式和基材形成良好的接觸，d-a-d型的分子結(jié)構(gòu)增加了電荷轉(zhuǎn)移的便利性，剛性共軛平面則可以促進空穴提取，此外，自組裝分子的連接基團的長度可控，可以通過調(diào)整連接基團的長度對形成的薄膜的形貌、堆積模式、溶解性進行優(yōu)化，將該自組裝小分子應(yīng)用于制備鈣鈦礦電池的空穴傳輸層，有利于提高鈣鈦礦電池的器件性能。
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1.一種鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將空穴傳輸層前驅(qū)體溶液涂覆到基材的表面得到所述空穴傳輸層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，在所述結(jié)構(gòu)通式中，所述L包括所述烷基，所述烷基包括C2的烷基或C4的烷基；和/或，所述R1和R2相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子包括以下至少一種結(jié)構(gòu)式：、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子的制備方法包括方法一和方法二；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，在所述方法二的步驟中，所述通式化合物M與所述雙溴取代的Ar的摩爾比為1:2~4；
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子溶解到有機溶劑中得到所述空穴傳輸層前驅(qū)體溶液；
8.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池包括權(quán)利要求1至7任一所述制備方法制備得到的空穴傳輸層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池包括透明導(dǎo)電氧化物層，所述空穴傳輸層設(shè)于所述透明導(dǎo)電氧化物層的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池自下而上依次包括透明導(dǎo)電氧化物層、所述空穴傳輸層、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層和背電極層。
11.一種空穴傳輸材料，其特征在于，所述空穴傳輸材料包括自組裝小分子，所述自組裝小分子包括以下結(jié)構(gòu)通式：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將空穴傳輸層前驅(qū)體溶液涂覆到基材的表面得到所述空穴傳輸層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，在所述結(jié)構(gòu)通式中，所述l包括所述烷基，所述烷基包括c2的烷基或c4的烷基；和/或，所述r1和r2相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子包括以下至少一種結(jié)構(gòu)式：、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦電池空穴傳輸層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子的制備方法包括方法一和方法二；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鈣鈦礦電池空穴傳輸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)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(quán))人：旗濱新能源發(fā)展深圳有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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