新型三苯胺類空穴傳輸材料的合成與應(yīng)用.pdf

1、本論文以具有較好給電子能力、較低的離子化電位、較高的空穴遷移率、較好的溶解性與無定型成膜性的小分子三苯胺為研究對象，利用有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的可修飾性，解決小分子成膜性及拓寬其應(yīng)用范圍，設(shè)計(jì)合成了一系列的2TPA-n-DP(n=1,2,3,4)化合物。
　　以聯(lián)苯基團(tuán)作為中心環(huán)，三苯胺基團(tuán)作為封端基團(tuán)，通過不同數(shù)目的烯鍵橋聯(lián)而成的4種線性?-共軛的三苯胺類2TPA-n-DP(n=1,2,3,4)空穴傳輸材料。利用紅外光譜(IR)、氫

2、核磁共振圖譜(1H NMR)、質(zhì)譜(MS)和元素分析(EA)對4種目標(biāo)化合物及中間體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，所合成的化合物在常見溶劑(四氫呋喃、氯仿、氯苯等)中有良好的溶解性。
　　對合成化合物進(jìn)行光物理性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)和熱性質(zhì)研究，以及本征空穴遷移率的測試，并探討化合物結(jié)構(gòu)對其性能的影響。研究表明不論是在溶液中還是薄膜狀態(tài)，2TPA-n-DP的紫外可見吸收光譜和熒光發(fā)射光譜，隨著n值的增大，會(huì)發(fā)生明顯的紅移，而且化合物顯示出明顯的溶劑效

3、應(yīng)，符合Lippert-Mataga方程。此類物質(zhì)的熱穩(wěn)定性優(yōu)良，分解溫度(Td)在367~447℃之間，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在98~164℃之間。它們具有合適的HOMO能級(jí)(-4.90~-5.00 eV)，既與ITO能級(jí)(-4.70eV)匹配，也與CH3NH3PbI3能級(jí)(-5.44eV)匹配，利于空穴的注入。本征空穴遷移率在10-5~10-4 cm2?V-1?s-1之間，具有良好的傳輸能力，其順序?yàn)椋?TPA-1-DP>2TPA-

4、2-DP>2TPA-3-DP>2TPA-4-DP。
　　以旋轉(zhuǎn)涂布法制備了2TPA-n-DP固態(tài)的薄膜，并進(jìn)行涂覆條件和表面形貌的研究，結(jié)果表明它們均具有良好的成膜性，分子量和烯鍵的增加對改善小分子的成膜性效果顯著。與真空蒸鍍制備的薄膜相比較，旋轉(zhuǎn)涂布制備的薄膜堆疊方式更利于電荷的傳輸。以2TPA-n-DP作為HTMs應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池中，在相同工藝條件下電池效率分別為7.34％，9.10%，8.10%和7.79%。表明線性?