一种聚合物空穴传输材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于高分子聚合物材料，尤其涉及一种聚合物空穴传输材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、当传统的电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为限制国际社会经济发展的瓶颈，寻求和开发促进经济蓬勃发展的新能源逐渐成为当前社会对能源的研究方向。太阳辐射能是地球上最主要的能量来源，且由于太阳能具有取之不尽、用之不竭、清洁稳定、无污染等特点，因此成为可再生资源的研究热点。

2、太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其中，钙钛矿太阳能电池表现出优异的光电性能，成为光伏材料中的重要资源。但现有的钙钛矿太阳能电池的能量转化效率普遍较低，钙钛矿太阳能电池的空穴传输层作为空穴传输层起到提取和传输空穴的作用，对提高钙钛矿太阳能电池的能量转化效率起到重要作用。

3、其中，聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](ptaa)是较为常见的具有高效率的空穴传输材料，在制备钙钛矿太阳能电池中具有广泛的应用，但ptaa作为空穴传输材料并不能有效的提高钙钛矿太阳能电池的开路电压。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的不足，提供一种聚合物空穴传输材料的制备方法和应用，本发明提供的聚合物空穴传输材料用于制备的钙钛矿太阳能电池具有较高的开路电压，对钙钛矿太阳能电池的能量转换效率的提升具有显著提高的作用。

2、本发明的目的在于提供一种聚合物空穴传输材料，所述聚合物空穴传输材料的结构式如式(ⅰ)所示：

3、

4、式(ⅰ)

5、其中，所述聚合物空穴传输材料的数均分子量为7000~54000g/mol，pdi为1.5~2.5。

6、本发明的另一目的在于提供一种聚合物空穴传输材料的制备方法，包括如下步骤：

7、在吡啶甲醛钯催化剂和助剂的作用下，二溴取代三苯胺化合物和三苯胺类硼酸频那醇酯化合物发生聚合反应，得到聚合物空穴传输材料；

8、所述吡啶甲醛钯催化剂的结构如式(ⅱ)所示：

9、

10、式(ⅱ)；

11、所述二溴取代三苯胺化合物的结构如式(ⅲ)所示：

12、

13、式(ⅲ)；

14、所述三苯胺类硼酸频那醇酯化合物的结构如式(iv)所示：

15、

16、式(iv)。

17、在本发明的一些实施例中，所述吡啶甲醛钯催化剂、二溴取代三苯胺化合物与三苯胺类硼酸频那醇酯化合物的摩尔比为0.01~0.09：1：1。

18、在本发明的一些实施例中，所述聚合反应的温度为80~120℃，时间为12~24小时。

19、在本发明的一些实施例中，所述助剂包括季铵盐、无机碱、有机膦和溶剂。

20、在本发明的一些实施例中，所述季铵盐选自四丁基溴化铵、甲基三烷基氯化铵中的至少一种。

21、在本发明的一些实施例中，所述二溴取代三苯胺化合物与季铵盐的摩尔比为1:0.05~0.15。

22、在本发明的一些实施例中，所述无机碱选自磷酸钾、碳酸钾中的至少一种。

23、在本发明的一些实施例中，所述二溴取代三苯胺化合物与无机碱的摩尔比为1:2~10。

24、在本发明的一些实施例中，所述有机膦选自三(2-呋喃基)膦。

25、在本发明的一些实施例中，所述二溴取代三苯胺化合物与有机膦的摩尔比为1：0.01~0.2。

26、在本发明的一些实施例中，所述溶剂为甲苯和水的混合溶剂。

27、在本发明的一些实施例中，所述甲苯和水的体积比为1~10:1。

28、在本发明的一些实施例中，所述聚合反应结束后，还包括纯化步骤。

29、本发明的再一目的在于提供所述的聚合物空穴传输材料或所述的聚合物空穴传输材料的制备方法制得的聚合物空穴传输材料在制备钙钛矿太阳能电池的应用。

30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

31、本发明提供的聚合物空穴传输材料用于制备的钙钛矿太阳能电池，具有较高的开路电压，对钙钛矿太阳能电池的能量转换效率的提升具有显著提高的作用；长时间使用后依然保持较高的电池能量转换效率，且能在大气环境中长时间保存并保持较高稳定性。

技术特征：

1.一种聚合物空穴传输材料，其特征在于，所述聚合物空穴传输材料的结构式如式(ⅰ)所示：

2.权利要求1所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述吡啶甲醛钯催化剂、二溴取代三苯胺化合物与三苯胺类硼酸频那醇酯化合物的摩尔比为0.01~0.09：1：1。

4.根据权利要求2所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为80~120℃，时间为12~24小时。

5.根据权利要求2所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述助剂包括季铵盐、无机碱、有机膦和溶剂。

6.根据权利要求5所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述无机碱选自磷酸钾、碳酸钾中的至少一种；

7.根据权利要求5所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述二溴取代三苯胺化合物与季铵盐的摩尔比为1:0.05~0.15；

8.根据权利要求5所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述二溴取代三苯胺化合物与有机膦的摩尔比为1：0.01~0.2。

9.根据权利要求8所述的聚合物空穴传输材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯和水的混合溶剂，所述甲苯和水的体积比为1~10:1。

10.权利要求1所述的聚合物空穴传输材料或权利要求2~8任一项所述的聚合物空穴传输材料的制备方法制得的聚合物空穴传输材料在制备钙钛矿太阳能电池的应用。

技术总结
本发明公开了一种聚合物空穴传输材料及其制备方法和应用，所述聚合物空穴传输材料的结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)；本发明所述的聚合物空穴传输材料制备的钙钛矿太阳能电池，具有较高的开路电压，显著的提升了电池能量转换效率。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：链行走新材料科技（广州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10