以螺二芴(SBF)為中心核的空穴傳輸材料

基準空穴傳輸材料:spiro-OMeTAD

spiro-OMeTAD是在螺二芴核上構建的正交四元芳香叔胺分子,叔胺單元作為空穴傳輸功能部分;而剛性螺環核結構使其在應用中,能保持空穴傳輸層的熱和形貌穩定性及三維載流子輸運性能,從而減少激子復合,確保電池效率和壽命.目前,spiro-OMeTAD是鈣鈦礦太陽能電池中的基準空穴傳輸材料.

分子spiro-OMeTAD中,三維螺二芴(SBF)核能以較小的空間集成更多的空穴傳輸單元;而芳胺**的p-型特性,使其成為**的電活性單元.**螺芳核SBF制備成本高,可修飾位置單一;因此,基于spiro-OMeTAD的結構改進主要圍繞芳胺單元的修飾開展.

螺二芴(SBF)基空穴傳輸材料

下圖列出了近期基于SBF的高性能空穴傳輸材料的分子結構.參照spiro-OMeTAD,科研人員制備了一系列空穴傳輸材料。

pm-spiro-OMeTAD、po-spiro-OMeTAD、pp-spiro-OMeTAD、2,4-spiro-OMeTAD

3,4-spiro-OMeTAD、DM、SC、ST

spiro-MeTAD1（spiro-TTB） 、spiro-MeTAD2 、CF-SP-BTh 、spiro-mF

spiro-oF 、spiro-OMeIm、G1、Dispiro-OBuTAD

spiro-F1、spiro-F2、spiro-F3

表1以螺二芴為中心核的空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應用

以螺二芴(SBF)為中心核的空穴傳輸材料

spiro-OMeTAD

pm-spiro-OMeTAD

po-spiro-OMeTAD 

pp-spiro-OMeTAD 

2,4-spiro-OMeTAD

3,4-spiro-OMeTAD

DM

SC

ST

spiro-MeTAD1 

spiro-MeTAD2 

CF-SP-BTh 

spiro-mF

spiro-oF 

spiro-OMeIm

spiro-TTB

G1

Dispiro-OBuTAD

spiro-F1

spiro-F2

spiro-F3