基于聯(lián)二萘酚有機空穴傳輸分子的合成及其在鈣鈦礦電池中的應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)今世界面臨能源和環(huán)境兩大問題。太陽能因其巨大的能量供應(yīng)備受矚目。近年來，鈣鈦礦太陽能電池由于其原料廣泛，制備工藝簡單受到了廣泛關(guān)注?？昭▊鬏攲幼鳛殁}鈦礦電池的重要組成部分是當(dāng)前研究的熱點。本論文設(shè)計合成新型的有機小分子替代價格昂貴的spiro-OMeTAD作為空穴傳輸材料。并且研究其作為空穴傳輸層的鈦礦太陽能電池的光伏性能。
　　論文首先設(shè)計合成了3種新型有機空穴傳輸材料（Q197、Q198，和Q205），對其化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)

2、進行了表征，并作為空穴傳輸材料應(yīng)用到鈣鈦礦太陽能電池中，研究了空穴傳輸分子的光物理性質(zhì)和電池的光伏性能與空穴傳輸分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)基于聯(lián)二萘酚的空穴傳輸材料表現(xiàn)了良好的光伏性能，開路電壓和光電流均高于聯(lián)二苯酚的空穴傳輸材料，聯(lián)二萘酚基團增加了母核的共軛性，提高材料的導(dǎo)電性。在4-叔丁基吡啶（TBP）用量減少40％的條件下，Q197獲得最高的光電轉(zhuǎn)換效率，達到8.38%，接近在相同條件下spiro-OMeTAD的光電轉(zhuǎn)化效率（8.73%

3、）。此外，給體結(jié)構(gòu)對空穴傳輸特性影響也很大，2,7-咔唑基-對（4-甲氧基-苯基）胺基明顯增加了電池的光電流，3,6-咔唑基-對（4-甲氧基-苯基）胺基則能提高電池的開路電壓。
　　為了提高上述合成的空穴傳輸材料溶解性，改善成膜性能，在母核上引入芐基和己基側(cè)鏈，設(shè)計合成了Q221和Q222。研究發(fā)現(xiàn)，基于側(cè)鏈為剛性較大的芐基化合物Q221電池的開路電壓達到945mV，光電轉(zhuǎn)化效率高達10.05%，與相同條件下spiro-OMeTA