有機空穴傳輸材料設(shè)計與合成及其光伏性能研究.pdf

1、本論文共合成了11種空穴傳輸材料（HTM）。其中，三聚茚系列3種，S14熱穩(wěn)定性高，效果最佳；三芳胺系列4種，其中HBZ70輔劑用量低并取得4.53％的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）；苯并噻二唑系列4種，成功拓寬了空穴傳輸材料的紫外-可見吸收光譜；利用“三步法”成功制備不同形貌的鈣鈦礦薄膜，并討論空穴傳輸層與鈣鈦礦層界面接觸性對光伏性能的影響，其光伏效率最高可達7.78%。
　　第一章，簡單介紹了鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的研究背景、結(jié)

2、構(gòu)組成、工作原理、主要性能參數(shù)?？偨Y(jié)了鈣鈦礦太陽能電池有機空穴傳輸材料的最新發(fā)展，提出了本文的主要研究目的與研究內(nèi)容。
　　第二章，設(shè)計合成三聚茚基空穴傳輸材料 S14-15，合成了以均三溴苯為核的S16作為參比。研究了S14-16的光物理、電化學(xué)、熱穩(wěn)定性和光伏性能。通過測試，三聚茚基空穴傳輸材料S14具有較高的熱穩(wěn)定性，其鈣鈦礦電池性能最佳。在采用碳對電極，AM1.5標準光照的條件下，S14的短路電流為8.03 mA cm–2

3、，光電轉(zhuǎn)化效率達到3.18%。
　　第三章，合成了以2,2’-二羥基聯(lián)苯及2,2’-二羥基聯(lián)萘為母核的三芳胺類空穴傳輸材料HBZ68-71，并成功引入咔唑供電基團。通過測試發(fā)現(xiàn)，引入咔唑基團的有機分子，可以很有效的抑制電子復(fù)合。同時考察了空穴傳輸材料中輔劑比例變化對其光伏性能影響，當(dāng)雙三氟甲磺酰亞胺鋰（LiTFSI）與4-叔丁基吡啶（TBP）比例為30 mM/120 mM時，HBZ70的光電轉(zhuǎn)化效率最高為4.53%。
　　第

4、四章，以苯并噻二唑為核合成D-A-D體系的空穴傳輸材料BDZ1-4。引入苯并噻二唑成功拓寬了空穴傳輸材料的吸收光譜。此外，該類空穴傳輸材料在鈣鈦礦平面異質(zhì)結(jié)電池上的應(yīng)用有一定的效果，對該類空穴傳輸材料之后的結(jié)構(gòu)設(shè)計有較強的借鑒意義。
　　第五章，將“三步法”制備鈣鈦礦薄膜方法中的PbI2和CH3NH3Cl比例進行了改進和優(yōu)化，并在“三步法”制備鈣鈦礦薄膜的基礎(chǔ)之上，探索了新的制備方法和工藝。最終，在PbI2和CH3NH3Cl比例為