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专利号: 2022112261628
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双亚芴基醌式噻吩衍生物修饰的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述双亚芴基醌式噻吩衍生物为以下任一:

2.根据权利要求1所述的基于双亚芴基醌式噻吩衍生物修饰的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:由从下至上依次排列透明导电电极、电子传输层、钙钛矿吸光层、界面修饰层、空穴传输层、银电极层组成;

所述钙钛矿吸光层的材料为碘铅甲铵;

所述界面修饰层的材料为双亚芴基醌式噻吩衍生物;

所述空穴传输层的材料为2,2',7,7'‑四[N,N‑二(4‑甲氧基苯基)氨基]‑9,9'‑螺二芴。

3.如权利要求1或2所述的基于双亚芴基醌式噻吩衍生物修饰的钙钛矿太阳能电池的制作方法,其特征在于包含下述步骤:(1)在透明导电电极基底上制备二氧化钛电子传输层;

(2)在二氧化钛电子传输层上制备钙钛矿吸光层:将二碘化铅和甲基碘化铵溶解于DMF和DMSO混合溶液中形成钙钛矿前驱体溶液,在二氧化钛电子传输层上旋涂,在旋涂最后阶段滴加乙酸乙酯,退火,得到钙钛矿吸光层;

(3)在钙钛矿吸光层之上旋涂浓度为1~10mg/mL的双亚芴基醌式噻吩衍生物的氯苯溶液,退火,得到界面修饰层;旋涂速度为4000±400rpm;旋涂时间为30±5s;退火温度为80~

100℃,退火时间为0.5~1h;

(4)在双亚芴基醌式噻吩衍生物界面层上旋涂Spiro‑OMeTAD空穴传输层;

(5)在空穴传输层上附着顶层银电极。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的制作方法,其特征在于:双亚芴基醌式噻吩衍生物的制备方法为包括下述步骤:①将化合物1与化合物2进行Suzuki偶联反应,制得化合物3;

化合物1为: 化合物2为

(2)将化合物3与2,5‑二锂基噻吩进行反应,制得化合物4;

化合物3为: 化合物4为

(3)将化合物4进行脱羟基‑重排反应,得双亚芴基醌式噻吩衍生物;

R任选自氢原子、烷基、烷氧基或芳基。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制作方法,其特征在于:步骤①的Suzuki偶联反应为:在惰性气体保护下,在有机溶剂Ⅰ和水组成的混合体系中,将化合物1和化合物2、碳酸钾在四(三苯基膦)钯的催化下进行反应,所述化合物1与化合物2的摩尔比为1∶3;所述碳酸钾:化合物2=1:1的摩尔比;所述四(三苯基膦)钯与化合物

1的摩尔比为0.02~0.025∶1;偶联反应的温度为65±5℃;反应的时间以检测化合物1消耗完为止;

将反应所得物经过后处理,得化合物3;

步骤②为:在惰性气体保护下,将化合物3投入到‑78℃保存的2,5‑二锂基噻吩的四氢呋喃溶液中,所述化合物3与2,5‑二锂基噻吩的摩尔比为2.5∶1;将反应体系自然升温至室温后再继续反应4±0.5小时;将反应所得物经过后处理,得化合物4;

步骤③的脱羟基‑重排反应包含下列步骤:在惰性气体保护下,于有机溶剂Ⅱ中,将化合物4与二氯化锡进行反应;所述化合物4与二氯化锡的摩尔比为1∶5;反应温度为室温;反应时间以检测化合物4消耗完为止;将反应所得物经过后处理,得双亚芴基醌式噻吩衍生物。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的制作方法,其特征在于:所述步骤①中:有机溶剂Ⅰ为四氢呋喃;所述四氢呋喃与水的体积比为10∶1;每2.0mmol化合物1配用30±5ml的四氢呋喃;

所述步骤②中:所述2,5‑二锂基噻吩的四氢呋喃溶液由2,5‑二溴噻吩与正丁基锂在四氢呋喃中反应制备而得;所述2,5‑二溴噻吩与正丁基锂的摩尔比为1∶2.5;每0.8mmol的2,

5‑二溴噻吩配用5±0.5mL的四氢呋喃;所述反应的温度为‑78℃;所述反应的时间为0.5~

1h;

所述步骤③中:所述有机溶剂Ⅱ为氯仿;每0.2mmol的化合物4配用4±0.5mL的四氢呋喃。