阴极界面层材料制造技术

本发明专利技术提供了一种阴极界面层材料

【技术实现步骤摘要】
阴极界面层材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及光伏
，具体而言，涉及一种阴极界面层材料
、
其制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]采用
p
‑
i
‑
n
结构
(
空穴传输层
‑
钙钛矿层
‑
电荷传输层
)
的反式钙钛矿太阳能电池因其可溶液加工，稳定性高，以及易于与其他光伏技术集成等特点，已经引起了广泛关注
。
电荷传输层作为电荷传输的通道，对于提升钙钛矿太阳能电池的效率至关重要
。
富勒烯衍生物如
PC
61
BM
因其较高的电子迁移率以及对钙钛矿表面良好的钝化效果，已经成为钙钛矿太阳能电池中使用最广泛的电子传输层材料，但是其具有较强的结晶性以及和金属电极不匹配的能级，通常会导致其表面粗糙度较大，电子提取的势垒较大，从而造成器件性能的大幅衰减
。
此外，在外部偏置或光照射下，钙钛矿中的离子会穿过较薄的
PC
61
BM
到达金属电极层，这将诱导界面降解，从而增加电荷复合损失并降低器件稳定性
。
[0003]通过在
PC
61
BM
和金属电极之间插入一层阴极界面层材料，可以有效解决离子迁移和界面降解问题
。
常用的阴极界面层材料包括金属氧化物，通过将金属氧化物插入到
PC
61
BM
和金属电极之间，可以有效降低电子传输的势垒，阻挡空穴，增强电子的提取能力
。
但是，金属氧化物缺乏官能团，对于降低缺陷态密度以及钝化钙钛矿表面收效甚微，因此开发富有官能团的阴极界面层仍然是十分重要的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种阴极界面层材料
、
其制备方法及应用，以解决现有技术中钙钛矿太阳能电池的阴极界面层材料缺乏官能团
、
导致光电性能较差的问题
。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种阴极界面层材料，具有通式
I
所示结构，其中，
R1、R2、R3、R4
分别独立地选自取代或未取代的
C1
～
C20
的饱和或不饱和的脂肪基
。
[0006][0007]进一步地，当
R1、R2、R3、R4
分别独立地选自取代的
C1
～
C20
的饱和或不饱和的脂肪基时，取代基分别独立地选自卤素原子
、
烷氧基
、
烷硫基
、
巯基，卤素原子选自
F、Cl、Br、I。
[0008]进一步地，
R1
选自取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、
取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链全氟烷基
、
取代或未取代的
C2
～
C12
的直链或支链烯基
、
取代或未取代的
C2
～
C12
的直链或支链全氟烯基；和
/
或
R2、R3、R4
分别独立地选自取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、
取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷氧基
、
取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷硫基
。
[0009]进一步地，
R1
选自
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、C2
～
C12
的直链或支链烯基
、C2
～
C12
的直链或支链全氟烯基；和
/
或
R2、R3、R4
分别独立地选自
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、C1
～
C20
的直链或支链烷氧基
、C1
～
C20
的直链或支链烷硫基
。
[0010]进一步地，
R1
选自
C7
～
C15
的直链或支链烷基
、C3
～
C12
的直链或支链烯基
、C3
～
C4
的直链或支链全氟烯基；和
/
或
R2、R3、R4
分别独立地选自
C1
～
C10
的直链或支链烷基
、C4
～
C10
的直链或支链烷氧基
、C4
～
C10
的直链或支链烷硫基
。
[0011]进一步地，
R1
选自
C7
～
C15
的支链烷基，优选为的支链烷基，优选为和
/
或
R2
选自
C6
～
C10
的直链或支链烷基，优选为正己基
、
异己基或新己基；和
/
或
R3
选自
C6
～
C10
的直链或支链烷基，优选为正己基
、
异己基或新己基；和
/
或
R4
选自
C1
～
C6
的直链或支链烷基，优选为甲基
、
乙基或丙基
。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了本专利技术上述的阴极界面层材料的制备方法，包括以下步骤：步骤
S1
，将化合物1与邻苯二甲酰亚胺盐进行亲核取代反应，得到化
合物2步骤
S2
，将化合物2与肼进行脱胺取代反应，得到化合物3步骤
S3
，将化合物3与萘四甲酸二酐进行酰胺缩合反应，得到阴极界面层材料
。
[0013]进一步地，步骤
S1
中，邻苯二甲酰亚胺盐为邻苯二甲酰亚胺钾盐
、
邻苯二甲酰亚胺钠盐和邻苯二甲酰亚胺锂盐的一种或多种；和
/
或步骤
S2
中，脱胺取代反应在烷基醇催化下进行，优选烷基醇为甲醇
、
乙醇
、
丙醇和异丙醇的一种或多种；和
/
或步骤
S3
中，酰胺缩合反应在烷基酸催化下进行，优选烷基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阴极界面层材料，其特征在于，具有通式
I
所示结构：其中，
R1、R2、R3、R4
分别独立地选自取代或未取代的
C1
～
C20
的饱和或不饱和的脂肪基
。2.
根据权利要求1所述的阴极界面层材料，其特征在于，当
R1、R2、R3、R4
分别独立地选自取代的
C1
～
C20
的饱和或不饱和的脂肪基时，取代基分别独立地选自卤素原子
、
烷氧基
、
烷硫基
、
巯基，所述卤素原子选自
F、Cl、Br、I。3.
根据权利要求1或2所述的阴极界面层材料，其特征在于，
R1
选自取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、
取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链全氟烷基
、
取代或未取代的
C2
～
C12
的直链或支链烯基
、
取代或未取代的
C2
～
C12
的直链或支链全氟烯基；和
/
或
R2、R3、R4
分别独立地选自取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、
取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷氧基
、
取代或未取代的
C1
～
C20
的直链或支链烷硫基
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的阴极界面层材料，其特征在于，
R1
选自
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、C2
～
C12
的直链或支链烯基
、C2
～
C12
的直链或支链全氟烯基；和
/
或
R2、R3、R4
分别独立地选自
C1
～
C20
的直链或支链烷基
、C1
～
C20
的直链或支链烷氧基
、C1
～
C20
的直链或支链烷硫基
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的阴极界面层材料，其特征在于，
R1
选自
C7
～
C15
的直链或支链烷基
、C3
～
C12
的直链或支链烯基
、C3
～
C4
的直链或支链全氟烯基；和
/
或
R2、R3、R4
分别独立地选自
C1
～
C10
的直链或支链烷基
、C4
～
C10
的直链或支链烷氧基
、C4
～
C10
的直链或支链烷硫基
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏涛，牛闯，邱开富，王皓正，吴涛，宗贝贝，王永谦，陈刚，
申请(专利权)人：珠海富山爱旭太阳能科技有限公司天津爱旭太阳能科技有限公司广东爱旭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：