哌嗪衍生物類空穴傳輸材料的合成及在PSCs中的應用.pdf

1、三苯胺類衍生物是當前鈣鈦礦太陽能電池領域中研究最為廣泛的空穴傳輸材料。本文以哌嗪衍生物為中心環(huán)、通過 N原子橋接三苯胺基團，設計合成了一系列p-π共軛結構的新型空穴傳輸材料(QTPA系列和BPZTPA系列)，并利用核磁共振圖譜(NMR)和質譜(MS)對6種目標化合物及中間體進行了結構表征。
　　對各化合物的光物理性質、分子能級結構、熱性能和薄膜特性，以及本征空穴遷移率進行了探討。結果表明：QTPA系列和BPZTPA系列化合物在TH

2、F溶液中的最大吸收波長分別為313 nm和292 nm，以最大吸收波長為激發(fā)波長，測得熒光光譜的發(fā)射波長分別處于404~419 nm和436~460 nm；在固體膜中，它們的吸收峰分別發(fā)生了6~14 nm的紅移和寬泛。此類化合物的分解溫度在370~458℃之間，玻璃化轉變溫度在73~147℃之間，展現了較好的熱穩(wěn)定性。6個化合物的HOMO能級在-5.35~-5.20 eV之間，與CH3NH3PbI3的價帶和金電極的功函非常匹配，有利于界

3、面光生載流子的分離和傳輸；并且它們較高的LUMO能級(-2.51~-2.00 eV)還可以起到阻擋電子的作用，從而減少鈣鈦礦層電子和空穴傳輸層空穴的復合。它們的本征空穴遷移率在10-4~10-3 cm2/(V s)之間，具有較好的傳輸性能?；衔镌诒∧B(tài)均呈穩(wěn)定的無定形態(tài)，具有良好的成膜性。
　　將 QTPA系列和 BPZTPA系列化合物作為空穴傳輸材料應用于鈣鈦礦太陽能電池中，通過制備工藝優(yōu)化，得到最優(yōu)的空穴傳輸材料濃度為10