【摘 要】
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近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池备受关注,因为其有着比较简单的制备步骤、较快的载流子传输速度以及较高的光电转化效率。空穴传输材料不仅能够对空穴进行传输,其性能还会直接影响电池的性能,已成为了钙钛矿太阳能电池中重要的组成部分。因此,开发新型空穴传输材料是提高器件性能的有效途径之一。有机小分子三苯胺结构具有很多优点,其不仅给电子能力较强,同时也具有较大的疏水性和较快的空穴传输速度,在钙钛矿太阳能
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近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池备受关注,因为其有着比较简单的制备步骤、较快的载流子传输速度以及较高的光电转化效率。空穴传输材料不仅能够对空穴进行传输,其性能还会直接影响电池的性能,已成为了钙钛矿太阳能电池中重要的组成部分。因此,开发新型空穴传输材料是提高器件性能的有效途径之一。有机小分子三苯胺结构具有很多优点,其不仅给电子能力较强,同时也具有较大的疏水性和较快的空穴传输速度,在钙钛矿太阳能电池中得到了广泛的应用。本文将三苯胺作为研究的对象,通过在分子结构中引入不同的核心基团设计并制备了六个基于三苯胺的空穴传输材料OY1、OY2、OY3和QY1、QY2、QY3并将其应用到钙钛矿太阳能电池中。OY和QY目标产物分别以咔唑衍生物和噻吩、芴衍生物作为核心基团,三苯胺作为外围封端基团通过溴代反应和酰基化等反应制备而成,其结构经过质谱和核磁进行了确定。本文研究了六个目标产物的分子结构、电化学和空穴迁移率等物理性能,另外将六个目标产物分别应用到钙钛矿太阳能电池中并测试了电池器件的输出电流-电压以及长期稳定性等表征了器件的光伏性能。基于OY1、OY2和OY3的器件分别获得19.14%、19.69%和20.34%的光电转化效率,基于OY3的电池其效率在未封装条件下老化480小时后仍保持其初始值的84.33%,展现良好的稳定性。基于QY1、QY2和QY3的电池的效率分别为18.23%、18.52%和19.28%,在480小时后其效率分别维持了初始值的77.69%、79.53%和83.95%。该论文较为系统地研究了核心基团对电池性能的影响,研究工作能为将来空穴传输材料的设计提供一定的借鉴。
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