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        一類基于單環苯的共軛聚合物及其制備方法與鈣鈦礦光電應用

        文檔序號:45272461發布日期:2026-04-17 20:13閱讀:5來源:國知局
        技術特征:

        1.一類基于單環苯的共軛聚合物,其特征在于,具有如式i所示的結構通式:

        2.根據權利要求1所述的基于單環苯的共軛聚合物,其特征在于,ar為噻吩、呋喃、硒吩、苯、芴、咔唑、硅芴、苯并二噻吩、苯并二硒吩、苯并二呋喃、苯并噻二唑、吩噻嗪、吩噁嗪、聯噻吩、并噻吩、噻吩并環戊二烯、噻吩并吡咯、噻吩并噻咯、吲哚芴、吲哚咔唑、吡咯、吡咯并吡咯二酮、萘酰亞胺、苝酰亞胺及以上所述結構的衍生物中的一種。

        3.根據權利要求1所述的基于單環苯的共軛聚合物,其特征在于,ar為如下結構的一種或多種偶聯結構:

        4.權利要求1-3任一項所述的基于單環苯的共軛聚合物的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

        5.根據權利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述含單環苯的二溴單元單體選自以下結構中的一種:

        6.根據權利要求4所述的制備方法,其特征在于,含單環苯的二溴單元單體與含共軛單元ar的單體的摩爾比為1:0.1~1:10。

        7.根據權利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述催化劑為鈀催化劑;所述聚合反應的反應溫度為100~150℃,反應時間為2~48h,攪拌速率為200~1500?rpm。

        8.一種鈣鈦礦太陽能電池,從下至上包括襯底、透明導電陰極、電子傳輸層、鈣鈦礦光活性層、空穴傳輸層和金屬陽極,其特征在于,所述空穴傳輸層由權利要求1-3任一項所述的基于單環苯的共軛聚合物制備而成。

        9.根據權利要求8所述的鈣鈦礦太陽能電池,其特征在于,所述襯底為柔性或剛性透明基材;所述透明導電陰極為氧化銦錫、氟摻雜氧化錫或摻鋁氧化鋅中的一種;所述電子傳輸層材料為tio2、sno2或zno中的一種或多種,厚度為10~100nm;所述鈣鈦礦光活性層材料為ch3nh3pbi3、hc(nh2)2pbi3或cspbi3中的一種或多種,厚度為200~1000nm;將所述基于單環苯的共軛聚合物作為空穴傳輸層材料,厚度為10~100nm;所述金屬陽極為銀、金或鋁中的一種或多種,厚度為80~150nm。

        10.權利要求8所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:在所述鈣鈦礦光活性層上,通過溶液加工法涂覆包含所述基于單環苯的共軛聚合物溶液,經處理后形成所述空穴傳輸層,所述聚合物溶液的濃度為0.1~20?mg/ml,旋涂轉速為1000~5000rpm,旋涂時間為20~60?s,旋涂后于60~150℃退火10~20分鐘。


        技術總結
        本發明提供了一類基于單環苯的共軛聚合物及其制備方法與鈣鈦礦光電應用。將含取代基的苯環單體、含共軛單元Ar的單體混合,在催化劑催化下進行聚合反應,純化得到所述基于單環苯的共軛聚合物。本發明的聚合物吸收區間位于300?600?nm。這類材料不僅具有較高的空穴遷移率和良好的溶解性,適用于溶液加工工藝,并表現出優異的成膜性能和穩定性。將其應用于鈣鈦礦太陽能電池等光電器件中,可有效促進空穴的提取與傳輸,抑制電荷復合,顯著提升器件的光電轉換效率。同時,該類聚合物材料結構穩定,能有效阻隔水氧對鈣鈦礦層的侵蝕,大幅提高太陽能電池的工作穩定性和使用壽命,為發展高性能、高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池提供了可行條件。

        技術研發人員:段春暉,謝東生,曹鏞
        受保護的技術使用者:華南理工大學
        技術研發日:
        技術公布日:2026/4/16
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