螺[芴-9,9-氧雜蒽]類(lèi)空穴傳輸材料

一種螺[芴9,9氧雜蒽]類(lèi)空穴傳輸材料及其應(yīng)用,所述材料是以螺[芴9,9氧雜蒽]為核殼結(jié)構(gòu)的芳胺類(lèi)化合物,該所述合物中含有1個(gè)以上的N核結(jié)構(gòu)單元,相鄰的兩個(gè)N核結(jié)構(gòu)單元通過(guò)連接基團(tuán)相連,所述的N核結(jié)構(gòu)單元符合通式F:Rx,Ry和Rz是取代基或連接基團(tuán).本**所述的材料為多螺[芴9,9氧雜蒽]為核殼結(jié)構(gòu)的芳胺類(lèi)化合物.相對(duì)于現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品,具有更高的玻璃轉(zhuǎn)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(dǎo)電率;在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和其他的有機(jī)電子器件領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)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(zhuǎn)換技術(shù)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSCs)正迅速崛起.基于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料的本征半導(dǎo)體特性以及PSCs平面多層器件架構(gòu)特點(diǎn),采用有機(jī)小分子空穴傳輸材料(HTMs)作為PSCs的p-型層,不僅實(shí)現(xiàn)了PSCs器件的全固態(tài)化,且大幅提升了器件效率及穩(wěn)定性.以當(dāng)前通用的標(biāo)準(zhǔn)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(kāi)展了眾多結(jié)構(gòu)剖析和改進(jìn)工作.隨著HTMs分子設(shè)計(jì)以及合成方法學(xué)的進(jìn)展,近5年來(lái),一系列低成本、高性能的類(lèi)SBF螺芳基單元逐漸興起,并迅速進(jìn)入空穴傳輸材料領(lǐng)域,如:螺[芴-9,9′-氧雜蒽]、螺吖啶、螺硫雜蒽等.螺芳基核結(jié)構(gòu)的日益豐富,大大拓展了HTMs分子的設(shè)計(jì)空間,從而推動(dòng)了PSCs效率和穩(wěn)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(jié)構(gòu)及合成與SBF于1930年一同被報(bào)道。從反應(yīng)性來(lái)看,SFX 氧雜蒽側(cè)可供修飾位置比SBF更活潑和豐富,有利于相關(guān)材料的結(jié)構(gòu)衍生化.SFX單元在近 10年得到學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注;尤其在空穴傳輸材料研究領(lǐng)域,眾多高性能 SFX基分子不斷涌現(xiàn),結(jié)構(gòu)、性能和成本方面的優(yōu)勢(shì)不斷被發(fā)掘出來(lái).

基于SFX的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn),由該類(lèi)核衍生的空穴傳輸材料在近期得以快速發(fā)展,部分高性能材料的分子以及相應(yīng)器件性能總結(jié)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