樹枝狀螺芴類空穴傳輸材料的合成與性能研究.pdf

1、選擇合適的空穴傳輸材料插入鈣鈦礦和金屬電極之間可以提高電池性能，得到人們的廣泛研究。Spiro-OMeTAD作為成功的空穴傳輸材料，由于其優(yōu)良的電子傳輸性能和穩(wěn)定的氧化還原性能在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域一直是被常用的空穴傳輸材料。但是其仍然存在一定的缺陷：分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合成比較困難，在有機(jī)溶劑中的溶解性較差等。因此為了彌補(bǔ)以上缺陷，開發(fā)具有結(jié)構(gòu)簡單溶解性更好的空穴傳輸材料對(duì)于鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)合成了2,7-二[N

2、3,N3,N6,N6-四(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-二胺]-9,9'-螺二芴(Spiro-009)和2-[N3,N3,N6,N6-四(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-二胺]-9,9'-螺二芴(Spiro-014)兩種化合物。
　　優(yōu)化了N3,N3,N6,N6-四(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-二胺(CZ-OMEAD)的合成工藝?？疾炝朔磻?yīng)溫度、縛酸劑種類和催化劑及配體種類對(duì)產(chǎn)品收率的影響，結(jié)果表明，較佳的

3、合成條件為：反應(yīng)溫度55℃，n(9-叔丁氧羰基-3,6-二溴咔唑)：n(4,4-二甲氧基二苯胺):n(Pd2(dba)3):n((t-Bu)3P·BF4):n(叔丁醇鈉)=1:2.25:0.02:0.04:2.5，反應(yīng)2 h，CZ-OMEAD收率可達(dá)60.1％。
　　優(yōu)化了Spiro-014的合成工藝，考察了反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，縛酸劑種類和催化劑及配體種類對(duì)產(chǎn)品收率的影響，結(jié)果表明，在反應(yīng)溫度105℃，n(CZ-OMEAD):n(

4、2-溴-9,9-螺二芴):n(Pd2(dba)3):n((t-Bu)3P·BF4):n(叔丁醇鉀)=1:1.2:0.04:0.08:2，反應(yīng)24h條件下，Spiro-014的收率可達(dá)89.1%；此外，對(duì)產(chǎn)品的精制進(jìn)行了研究，得到的較佳的精制條件為：m(甲苯):m(正己烷):m(粗品)=10:10:1，直接70～75℃熱過濾，得到的Spiro-014的產(chǎn)品純度可達(dá)99.7%。
　　優(yōu)化了Spiro-009的合成工藝，考察了反應(yīng)溫度，

5、反應(yīng)時(shí)間，縛酸劑種類和催化劑及配體種類對(duì)產(chǎn)品收率的影響，結(jié)果表明，在反應(yīng)溫度105℃，n(CZ-OMEAD):n(2,7-二溴-9,9’-螺二芴):n(Pd2(dba)3):n((t-Bu)3P·BF4):n(叔丁醇鉀)=2.25:1:0.03:0.06:3，反應(yīng)24 h的條件下，Spiro-009的收率可達(dá)90.3%；此外，對(duì)產(chǎn)品的精制進(jìn)行了研究，得到的較佳的精制條件為：m(乙酸乙酯):m(粗品)=10:1，結(jié)晶溫度25～30℃，得到