螺[芴-9,9-氧雜蒽]類空穴傳輸材料

一種螺[芴9,9氧雜蒽]類空穴傳輸材料及其應用,所述材料是以螺[芴9,9氧雜蒽]為核殼結構的芳胺類化合物,該所述合物中含有1個以上的N核結構單元,相鄰的兩個N核結構單元通過連接基團相連,所述的N核結構單元符合通式F:Rx,Ry和Rz是取代基或連接基團.本**所述的材料為多螺[芴9,9氧雜蒽]為核殼結構的芳胺類化合物.相對于現有同類產品,具有更高的玻璃轉化溫度和熱分解溫度;具有更高的氧化還原電位;具有更高的空穴遷移率和導電率;在鈣鈦礦太陽能電池和其他的有機電子器件領域有巨大的應用價值和廣闊的應用前景.

以螺芴氧雜蒽(SFX)為中心核的空穴傳輸材料

近10年,第三代光電能源轉換技術鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)正迅速崛起.基于有機-無機雜化鈣鈦礦材料的本征半導體特性以及PSCs平面多層器件架構特點,采用有機小分子空穴傳輸材料(HTMs)作為PSCs的p-型層,不僅實現了PSCs器件的全固態化,且大幅提升了器件效率及穩定性.以當前通用的標準空穴傳輸材料spiro-OMeTAD(2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴)為模板,研究人員開展了眾多結構剖析和改進工作.隨著HTMs分子設計以及合成方法學的進展,近5年來,一系列低成本、高性能的類SBF螺芳基單元逐漸興起,并迅速進入空穴傳輸材料領域,如:螺[芴-9,9′-氧雜蒽]、螺吖啶、螺硫雜蒽等.螺芳基核結構的日益豐富,大大拓展了HTMs分子的設計空間,從而推動了PSCs效率和穩定性的不斷提升.

螺[芴-9,9′-氧雜蒽]基空穴傳輸材料

螺[芴-9,9-氧雜蒽](spiro[fluorene-9,9′-xanthene],SFX)的結構及合成與SBF于1930年一同被報道。從反應性來看,SFX 氧雜蒽側可供修飾位置比SBF更活潑和豐富,有利于相關材料的結構衍生化.SFX單元在近 10年得到學界和產業界的廣泛關注;尤其在空穴傳輸材料研究領域,眾多高性能 SFX基分子不斷涌現,結構、性能和成本方面的優勢不斷被發掘出來.

基于SFX的結構和性質特點,由該類核衍生的空穴傳輸材料在近期得以快速發展,部分高性能材料的分子以及相應器件性能總結于表2中

以螺芴氧雜蒽(SFX)為中心核的空穴傳輸材料

mp-SFX-3PA 

mp-SFX-2PA

mm-SFX-3PA

mm-SFX-2PA

HTM-FX

HTM-F

HTM-X

HTM-X′

HTM-FX′

X59

BTPA-4 

BTPA-5

BTPA-6 

SFX-OMeTAD 

SFXDAnCBZ 

Y1 

Y2 

Y3

X55 

SFX-DTF1 

SFX-DTF2 

X26 

X36

SFX-TPAM

SFX-TPA

X60

spiro-p,o-OMe 

spiro-Me

spiro-SMe 

spiro-FOMe

spiro-H

spiro-IA

XDB 

XOP

XMP 

XPP  

X61 a

X62 a 

2mF-X59  

SFX-o-2F 

SFX-m-2F

SFX-p-2F 

小編zhn2022.02.18