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空穴传输材料是一类重要的光电功能材料,它可以有效提高空穴在器件中的传输效率和注入效率,并被广泛应用于如有机电致发光二极管、有机太阳能电池、有机光电导体、有机场效应管等。近年来,有机-无机杂化太阳能电池因其结构简单、制作简易、消光系数和开路电压高而备受关注,把有机固态空穴传输材料运用于钙钛矿太阳能电池中可以有效提高电池的光电转化效率和稳定性。显然,空穴传输材料已成为钙钛矿太阳能电池不可或缺的一部分,为了进一步提高钙钛矿太阳能电池的性能,寻找新型空穴传输材料已经成为该领域研究的热点。本文设计合成了三苯胺衍生物、spiro-OMeTAD衍生物、咔唑衍生物三类化合物共6种空穴传输材料,并将其应用在钙钛矿太阳能电池中。利用1H NMR,紫外-可见光谱(UV-Vis),荧光光谱(FL),循环伏安法(CV)等分析手段对目标产物进行了结构和性能表征,所合成的化合物在常见溶剂中均有良好溶解性。另外,通过测定电池的输出电流/电压曲线(J-V)和入射单色光子-电子转化效率(IPCE)等方法来表征钙钛矿太阳能电池的光伏性能。具体的工作内容如下:通过密度泛函理论的量子化学计算结果表明,6种空穴传输材料的最高占据分子轨道(HOMO)能级均可以与钙钛矿能带匹配,有利于空穴的注入。把空穴传输材料溶于二氯甲烷溶液中,测得的紫外-可见光谱图表明空穴材料在紫外-可见光区有很好的吸收。通过循环伏安法测得的空穴传输材料的HOMO能级范围为-5.20 eV～-5.33 eV,实验数据与计算数据相符,同时表明化合物在电极表面的反应是可逆的。空穴传输材料的荧光寿命排序为TP+SYN1<τP+pARA1
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