【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率达到25.5%,应用市场前景广阔。空穴传输层作为PSCs重要组成部分,在提高电池效率和器件稳定性方面至关重要。然而,已报道的绝大多数空穴传输材料仅适用于正式结构PSCs或反式结构PSCs,使得空穴传输材料的应用受限,不利于工业化大规模应用和可持续发展。基于此,本论文开发了几种通用型空穴传输材料。(1)设计合成以芳胺为电子给体,以咪唑或菲并咪唑为母核的小分子
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钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率达到25.5％，应用市场前景广阔。空穴传输层作为PSCs重要组成部分，在提高电池效率和器件稳定性方面至关重要。然而，已报道的绝大多数空穴传输材料仅适用于正式结构PSCs或反式结构PSCs，使得空穴传输材料的应用受限，不利于工业化大规模应用和可持续发展。基于此，本论文开发了几种通用型空穴传输材料。
(1)设计合成以芳胺为电子给体，以咪唑或菲并咪唑为母核的小分子PI-2、DI-1。与DI-1相比，PI-2玻璃态转化温度提升到118℃，表现出更高的热稳定性。PI-2母核的菲和咪唑具有双共面π延伸体系，促进了分子间π-π相互作用，实现了4.26×10-4cm2V-1s-1的高空穴迁移率，是DI-1的20倍。此外，AFM测试证明具有较低分子对称性的PI-2形成了光滑致密且平整性佳的非晶态空穴薄膜。使用PI-2制备的反式结构PSCs获得了19.11%的光电转换效率，正式结构PSCs的效率达到21.65%，超过了相同条件下制备的PTAA(19.01%)和Spiro-OMeTAD(21.07%)。
(2)进一步考察了电子给体结构对菲并咪唑类空穴传输材料性能的影响。分别引入对甲氧三芳胺、对巯基二芳胺、咔唑二苯胺等电子给体，合成了空穴传输材料PI-2-1、PI-2-2、PI-2-3和PI-2-4。目前已完成目标产物合成和结构表征，相关材料性能和器件光伏测试有待进一步探究。
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