一锅法合成四芳基吡咯并[3,2-b]吡咯空穴传输材料及其在无掺杂倒置钙钛矿太阳电池的应用

作     者：段良升 武全萍 许媛媛 王辉 孙喆 陈瑜 薛松 Liang-sheng Duan;Quan-ping Wu;Yuan-yuan Xu;Hui Wang;Zhe Sun;Yu Chen;Song Xue

作者机构：天津理工大学材料科学与工程学院天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 

出 版 物：《Chinese Journal of Chemical Physics》 (化学物理学报（英文）)

年 卷 期：2021年第34卷第2期

页      面：217-226,I0002页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by the National Natural Sci-ence Foundation of China(No.21671148) Tianjin Natural Science Foundation(18JCZDJC97000). 

主　　题：吡咯并[3,2-b]吡咯 空穴传输材料 有机小分子 无掺杂 钙钛矿电池 

摘      要：本文采用一锅法合成了四芳基吡咯并[3,2-b]吡咯有机空穴输运材料(D41、D42、D43和D44),制备出无掺杂的倒置型平面钙钛矿太阳电池.材料D41的芳环上含有甲基,具有供体-π-给体-π-供体结构;而D42、D43和D44具有受体-π-给体-π-受体结构,其中,芳环上分别含有氰基、氟和三氟甲基.研究表明,芳环上取代基对其分子表面电荷分布和空穴输运层薄膜形貌有显著影响,钙钛矿晶体颗粒的大小与空穴输运材料分子结构有关,含有氰基的材料D42最有利于形成较大的钙钛矿晶粒,这主要是由于吡咯并[3,2-b]吡咯结构具有丰富的电子性质的缘故.D42制备的倒置型平面钙钛矿太阳电池光电转换效率为17.3%,在黑暗条件下22天后,仍保留了初始效率的55%.吡咯并[3,2-b]吡咯结构具有良好的给电子特性,可作为高效钙钛矿薄膜的空穴传输材料.