一种可用于空穴传输层的星型分子及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115028602A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210948587.3C09K11/06(2006.01)(22)申请日2022.08.09H01L51/42(2006.01)H01L51/46(2006.01)(71)申请人中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司地址102209北京市昌平区北七家未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼申请人华能新能源股份有限公司(72)发明人张赟赵志国赵东明李新连夏渊秦校军刘家梁梁思超(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227专利代理师夏菁(51)Int.Cl.C07D285/14(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图4页(54)发明名称一种可用于空穴传输层的星型分子及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种可用于空穴传输层的星型分子及其制备方法和应用，所述可用于空穴传输层的星型分子具有式Ⅰ所示结构。本发明提供的星型分子具有支化结构，分子末端为有角锥形构象的三苯胺分子，分子中心核——三苯胺和苯并噻二唑通过碳‑碳三键相连，分子中的苯并噻二唑单元上具有取代基团；所述星型分子同时具备高空穴迁移率和易溶液加工的特性，可应用于钙钛矿太阳能电池中，有效提高电池的发光效率。。CN115028602ACN115028602A权利要求书1/3页1.一种可用于空穴传输层的星型分子，具有式Ⅰ所示结构：其中，R选自取代或未取代的C3C16的烷基，或者R为‑XR；1~12X为第Ⅵ主族元素中的任意一种；R选自取代或未取代的C3C16的烷基。2~2.根据权利要求1所述的可用于空穴传输层的星型分子，其特征在于，所述R1选自取代或未取代的C6~C10的烷基；X为氧、硫或硒；R选自取代或未取代的C6C10的烷基。2~3.根据权利要求2所述的可用于空穴传输层的星型分子，其特征在于，所述R1选自正己基、2‑乙基己基、正辛基、3‑乙基辛基或正葵基；X为氧、硫或硒；R2选自正己基、2‑乙基己基、正辛基、3‑乙基辛基或正葵基。4.权利要求1~3任一项所述的可用于空穴传输层的星型分子的制备方法，包括以下步骤：1）化合物a和化合物b进行反应，得到化合物c；2）化合物c和R1MgBr进行反应，得到化合物d；3）化合物d和化合物e进行反应，得到式Ⅰ所示化合物；2CN115028602A权利要求书2/3页其中，R选自取代或未取代的C3C16的烷基，或者R为‑XR；1~12X为第Ⅵ主族元素中的任意一种；R选自取代或未取代的C3C16的烷基；2~Y为卤素。5.权利要求1~3任一项所述的可用于空穴传输层的星型分子或权利要求4所述的制备方法制备的可用于空穴传输层的星型分子在制备空穴传输层中的应用。6.一种空穴传输层，包括权利要求1~3任一项所述的可用于空穴传输层的星型分子或权利要求4所述的制备方法制备的可用于空穴传输层的星型分子，所述星型分子通过溶液加工的方法形成薄膜层。7.根据权利要求6所述的空穴传输层，其特征在于，所述溶液加工的方法包括：旋涂成膜法、刮刀涂布法、狭缝挤出式涂布法、线棒涂布法、卷对卷印刷中的一种或多种。3CN115028602A权利要求书3/3页8.据权利要求6所述的空穴传输层，其特征在于，所述溶液加工的方法采用的溶液包括：氯苯、二氯苯、甲苯、二甲苯、氯仿、四氢呋喃、甲醇中的一种或多种。9.根据权利要求6所述的空穴传输层，其特征在于，所述薄膜层的厚度为10~100nm。10.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括权利要求6~9任一项所述的空穴传输层。4CN115028602A说明书1/13页一种可用于空穴传输层的星型分子及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及电子传输材料技术领域，尤其涉及一种可用于空穴传输层的星型分子及其制备方法和应用。背景技术[0002]对钙钛矿太阳能电池的制备工艺而言，除了钙钛矿层的溶液可加工性外，其他功能层如载流子传输层（空穴和电子传输层）乃至透明电极和金属电极的溶液可加工能力也是非常重要的研究方向。[0003]p‑i‑n结构的钙钛矿太阳能电池空穴传输层通常选用PEDOT:PSS、PTAA、NiOx等。其中PEDOT:PSS和PTAA可以采用溶液加工方法制备得到，一方面，PEDOT:PSS为酸性溶液，制备得到的薄膜会对透明电极层如FTO、ITO层有一定程度上的损伤，此外PEDOT:PSS薄膜还存在易吸水的缺陷，故严重影响钙钛矿太阳能电池的长期稳定性；另一方面，PTAA为共轭聚合物，其生产成本较高，而且聚合物的固有特性使得其纯化较为困难；第三，NiOx薄膜通常采用磁控溅射的方法制备得到，对设备及靶材的要求较高，成本较高。发明内容[0004]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可