CN110483745A - 一种两亲性共轭聚合物及其在制备反向钙钛矿太阳能电池中的应用 - Google Patents

一种两亲性共轭聚合物及其在制备反向钙钛矿太阳能电池中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种两亲性共轭聚合物及在制备反向钙钛矿太阳能电池上的应用，该两亲性共轭聚合物采用由三苯胺和路易丝酸碱同时取代低聚乙二醇侧链的芴共聚合成，可作为无机空穴传输层和钙钛矿之间的界面修饰材料，不但可以调控界面处的功函数，提高空穴的收集效率，而且能够抑制前接触端的复合损耗，使得器件性能显著提高；同时，利用两亲性共轭聚合物还可以改善无机空穴传输材料的表面能，并增强无机空穴传输材料与钙钛矿薄膜的相互作用，实现钙钛矿薄膜大规模制备的均匀性，获得高效大面积钙钛矿太阳能电池。此外，无机空穴传输材料和两亲性共轭聚合物的低温制备特性和其良好的环境稳定性为柔性钙钛矿光伏技术的发展提供了有效途径。

Description

一种两亲性共轭聚合物及其在制备反向钙钛矿太阳能电池中 的应用
技术领域
本发明属于聚合物和太阳能电池技术领域，具体涉及一种两亲性共轭聚合物，以及该聚合物作为反向钙钛矿太阳能电池无机空穴传输材料的界面修饰层材料以提高钙钛矿太阳能电池器件性能的应用。
背景技术
近年来，以有机无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率得到了前所未有的提高，特别是无需使用复杂的化学掺杂和高温退火工艺的反向平面结构(p-i-n)使得大面积柔性钙钛矿太阳能电池的高效制备成为可能。然而目前大面积钙钛矿太阳能电池，尤其是柔性钙钛矿太阳能电池仍面临着光电转换效率低，机械弯曲条件下性能下降的现状，因此需要进一步开发高效空穴传输层(HTL)以提高光电转换效率，增强机械和环境稳定性，并提高钙钛矿薄膜大规模制备的均匀性。
无机空穴传输材料是钙钛矿太阳能电池中常用的一类空穴传输材料，具有环境稳定性高，导电性能好等优点。常见的无机空穴传输材料有氧化镍，硫氰酸亚铜和石墨烯类衍生物等。例如，氧化镍作为p-型半导体，具有高电导率、较高的光学透明性和优异的热性能，被认为是高效稳定无机空穴传输层的良好候选材料。但由于无机材料与钙钛矿之间的相互作用差，且无机材料在表面的结构缺陷容易形成缺陷态，此外，无机材料的表面功函数与钙钛矿价带之间无法较好匹配，使得使用无机空穴传输材料的器件性能仍远远落后于其他材料。
此外，在柔性钙钛矿太阳能电池中，低温制备的无机空穴传输层还无法实现高表面覆盖率和结晶度的钙钛矿薄膜，限制其大面积制备，这些因素困扰钙钛矿太阳能电池的进一步发展。
发明内容
为解决上述问题：无机材料与钙钛矿之间的相互作用差，且无机材料在表面的结构缺陷容易形成缺陷态，无机材料的表面功函数与钙钛矿价带之间无法较好匹配，使得使用无机空穴传输材料的器件性能不佳，本发明旨在提供一种两亲性共轭聚合物，另一目的则为提供一种上述两亲性共轭聚合物作为界面修饰材料制备反向钙钛矿太阳能电池的应用。
本发明通过设计并采用三苯胺和路易丝酸碱同时取代低聚乙二醇侧链的芴共聚合成了含特定官能团的两亲性共轭聚合物。该两亲性共轭聚合物作为修饰材料，对无机空穴传输层的界面进行修饰，不但可以调控界面处的功函数，提高空穴的收集效率，而且能够抑制前接触端的复合损耗，使得器件性能显著提高；同时，利用两亲性共轭聚合物还可以改善无机空穴传输材料的表面能，并增强无机空穴传输材料与钙钛矿薄膜的相互作用，实现钙钛矿薄膜大规模制备的均匀性，获得高效大面积钙钛矿太阳能电池。而且，在大面积柔性钙钛矿太阳能电池中，可实现高光电转换效率、低磁滞效应以及具有理想环境稳定性的未封装器件。
本发明提供的两亲性共轭聚合物的结构如下式I所示：
其中，A选自CF3、CH3、OCH3中的任意一种，Y为卤素(选自F、Cl、Br、I中的任意一种)，聚合度n值在5至100之间，B选自OH、SH中的任意一种，X的取值为0或1或2或3。
上述两亲性共轭聚合物是由三苯胺和氨基取代低聚乙二醇侧链的芴单体共聚制备，再进行后离子化制备得到。
该材料同时具备四个个主要特征：第一，主链三苯胺基团带有不同取代官能团；第二，芴分子侧链同时带有路易丝酸碱基团；第三，芴分子侧链末端带有巯基或者羟基等醇类基团；第四，芴分子侧链由低聚乙二醇组成。
本发明所述的两亲性共轭聚合物在制备钙钛矿太阳能电池中的应用，是将该两亲性共轭聚合物作为界面修饰材料插入钙钛矿和无机空穴传输层之间，对无机空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池前端界面进行改性。
所述的两亲性共轭聚合物可以通过主链三苯胺分子的取代基变化来调控其能级位置并进而改善无机空穴传输层的功函数，提高空穴的传输和收集效率。
所述的两亲性共轭聚合物中芴基团含有的卤素(路易丝碱)可以与Pb等空位进行配位，实现对缺陷的钝化；芴基团含有的铵基(路易丝酸)可以与MA和I等空位配位，实现对缺陷的钝化，同时修饰无机空穴传输材料表面并减少缺陷。
所述的两亲性共轭聚合物中芴基团侧链末端带有羟基或者巯基等极性基团，可以与无机p-型氧化物键合，钝化其表面缺陷。但不局限于这两种基团。
所述的两亲性共轭聚合物因具有低聚乙二醇侧链单元，可通过常用极性溶剂，如水，甲醇和乙醇等进行溶解，并用于薄膜制备。
所述的两亲性共轭聚合物可改善无机空穴传输材料的表面能，并增强无机空穴传输材料与钙钛矿薄膜的相互作用，实现钙钛矿薄膜大规模制备的均匀性，获得高效大面积钙钛矿太阳能电池。
所述的两亲性共轭聚合物和无机空穴传输材料都可以低温制备，以实现钙钛矿太阳能电池在柔性衬底的制备。
本发明所述的两亲性共轭聚合物作为界面修饰层制备反向钙钛矿太阳能电池的结构包括：(1)ITO基板-阳极；(2)氧化镍(无机空穴传输层)；(3)两亲性共轭聚合物界面修饰层；(4)钙钛矿光吸收层(如MAPbI3等)；(5)富勒烯衍生物PCBM(电子传输层)；(6)Ag电极-阴极。
本发明所述的两亲性共轭聚合物作为界面修饰层制备反向钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)ITO玻璃或PET基板经洗涤剂擦洗后，再依次用洗涤剂、水、去离子水、丙酮、异丙醇分别超声清洗10-20分钟，然后在氮气流下干燥，并用氧等离子体处理15分钟；
(2)在清洗干净的ITO玻璃或PET基板上旋涂氧化镍纳米粒子溶液，置于热台上加热制备氧化镍薄膜，烘烤后，将基板转移到充满氮气的手套箱中进行后续涂层；
(3)采用不同分子结构的两亲性共轭聚合物对氧化镍表面进行改性；
(4)将钙钛矿前驱体溶液用反溶剂法沉积在修饰后的氧化镍上，制备MAPbI3光吸收层；
(5)再旋涂一定浓度的富勒烯衍生物PCBM氯苯溶液，经退火后得到电子传输层薄膜；
(6)最后，将样品放入真空镀膜机内，抽真空后，控制膜厚，蒸镀Ag电极。
本发明的有益效果是：将两亲性共轭聚合物作为界面修饰层应用于钙钛矿太阳能电池前端界面的结果表明，两亲性共轭聚合物的引入使得上部钙钛矿层的生长更加致密、无孔洞、钙钛矿薄膜具备良好的结晶性。另外，在改变无机空穴传输层表面能的同时，还改变其界面的电学性能，包括钝化表面缺陷以及降低功函数，使得空穴在界面处提取无能量损失，并抑制电荷复合的发生，提高了器件的开路电压和填充因子，最终获得高效的钙钛矿太阳电池。此外，两亲性共轭聚合物和无机空穴传输材料都可以低温制备，该技术可应用于制备大面积柔性钙钛矿太阳能电池。
附图说明
图1为含特定官能团两亲性共轭聚合物的通式以及代表性两亲性共轭聚合物PTFTOS和PTMTOS的化学结构式。
图2为MAPbI3钙钛矿前驱体溶液在两亲性共轭聚合物PTFTOS处理前后的接触角测试变化，以及扫描电镜下不同衬底的MAPbI3钙钛矿薄膜晶粒变化。
图3为MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿前驱体溶液在两亲性共轭聚合物PTMTOO处理前后的接触角测试变化，以及扫描电镜下不同衬底的MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿薄膜晶粒变化。
图4为MAPbI3钙钛矿薄膜在不同衬底上的稳态荧光强度对比。
图5氧化镍在两亲性共轭聚合物PTFTOS和PTMTOO修饰前后的UPS曲线变化
图6基于无机空穴传输材料氧化镍的反向平面钙钛矿太阳能电池器件结构示意图，以及氧化镍在PTFTOS修饰前后的MAPbI3钙钛矿太阳能电池光照下正反扫测试的J-V曲线
图7氧化镍在PTMTOO修饰前后的MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿太阳能电池光照下正反扫测试的J-V曲线
图8为基于无机空穴传输材料氧化镍在修饰前后的MAPbI3钙钛矿太阳能电池暗态下测试的J-V曲线
图9为基于无机空穴传输材料氧化镍在修饰前后的MAPbI3钙钛矿太阳能电池交流阻抗图谱。
图10为无封装大面积MAPbI3器件在室温下在连续光照下(1个太阳光强下)的稳定性变化
图11为大面积柔性MAPbI3钙钛矿太阳能电池的实例图
具体实施方式
本发明专利将通过以下实施例说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：一种基于两亲性共轭聚合物(PTFTOS)作为界面修饰层对提高MAPbI3钙钛矿太阳能电池器件性能的应用，下面结合实例PTFTOS对其合成做详细描述，但本发明的应用不仅限于此。
1.两亲性共轭聚合物PTFTOS中氨基取代低聚乙二醇侧链芴单体合成。
具体合成步骤如下：
(1)、将2，7-二溴-9，9-双(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙基)芴(7.10克，10毫摩尔)与二乙胺(2.19克，30毫摩尔)按1∶3的摩尔比例溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中(100毫升)，在氩气氛围、DMF回流温度下搅拌过夜生成白色固体，即合成了2，7-二溴-9，9-双(6-(N，N-二乙胺)己基)芴单体。然后冷却到室温，将混合物倒入冰水中，并用二氯甲烷进行三次萃取，合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液和清洗，并加入无水硫酸镁干燥。最后旋去有机溶剂，并用层析柱提纯，最终得到产物单体1(3.76克)，产率为54％。
1H NMR(300MHz，CDCl3，d)：7.69-7.50(m，4H)，7.56-7.45(m，2H)，3.66(t，4H)，3.38(dd，8H)，3.16(t，4H)，3.05(m，8H)，2.69(t，4H)，2.44(t，4H)，1.29(s，12H).元素分析计算值[C33H50Br2N2O4](％)：C 56.74，H 7.21，N 4.01；测试值：C 56.67，H 7.26，N 3.99.
(2)、紧接着，再以正丁基锂为原料(10毫升，25毫摩尔)，20毫升四氢呋喃为溶剂溶解单体1(6.96克，10毫摩尔)，在-78℃、通氩气的条件下反应2h，一次加入异丙氧基硼酸频哪醇酯(10.2毫升，50毫摩尔)进行淬灭，反应慢慢回到室温并搅拌过夜，将混合物倒入冰水中，并用二氯甲烷进行三次萃取，合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液和清洗，并加入无水硫酸镁干燥。最后旋去有机溶剂，用丙酮对产物进行重结晶提纯处理，得到硼酸酯单体2共5.47毫克，产率69％。
1H NMR(300MHz，CDCl3，d)：7.55-7.52(m，4H)，7.48-7.47(m，2H)，3.68(t，4H)，3.36(dd，8H)，3.19(t，4H)，3.03(m，8H)，2.67(t，4H)，2.46(t，4H)，1.25(s，12H)，1.01-0.92(m，24H).元素分析计算值[C45H74B2N2O8](％)：C 68.18，H 9.41，N 3.53；测试值：C 68.21，H9.38，N 3.55.
2.与疏水基团氟代三苯胺聚合制备聚合物P1
(3)氮气保护下，将硼酸酯单体2(1.59克，2毫摩尔)，4，4′-二溴-3”，5”-双三氟甲基三苯胺(1.07克，2毫摩尔)，碳酸钾水溶液(2摩尔每升，10毫升)，50毫升去离子水，30毫升DMF和30毫升四氢呋喃依次加入，迅速加入醋酸钯(25毫克)，加热升温至90℃反应48小时。冷却至室温，在甲醇/水溶液中沉淀，沉淀物过滤收集。放入索氏提取中，使用丙酮为溶剂，进行洗涤，除去低聚物和催化剂。收集剩余固体溶解在四氢呋喃中溶解，溶液液通过0.45微米的PTFE滤头过滤，浓缩溶液并倒入甲醇/水溶液中再次沉淀，得到聚合物P1，产率为78％。
1H NMR(300MHz，DMSO，d)：7.91-7.84(m，3H)，7.75-7.64(m，8H)，7.43-7.32(m，6H)，3.74-3.67(m，4H)，3.39-3.25(m，8H)，3.03-2.95(m，8H)，2.67-2.48(m，8H)，1.29-1.14(m，12H).元素分析计算值[C53H61F6N3O4](％)：C 69.22，H 6.69，N 4.59；测试值：C69.27，H 6.65，N 4.55.
3.后官能化制备两亲性聚合物P2
(4)氮气保护下，将聚合物P1(460毫克，0.5毫摩尔)溶解在20毫升的四氢呋喃中，加1毫升2-氯乙硫醇加入溶液中，然后再加入5毫升二甲基亚砜(DMSO)，在50℃氩气氛围中回流搅拌5天，终止反应后，将溶剂和过量的2-氯乙硫醇去除，并将浓缩的产物倒入乙酸乙酯中沉淀。沉淀收集后溶解在甲醇中，再用乙酸乙酯反沉淀，最终得到目标产物两亲性共轭聚合物PTFTOS，产率为67％。
1H NMR(300MHz，DMSO，d)：7.91-7.84(m，3H)，7.75-7.64(m，8H)，7.43-7.32(m，6H)，4.21-4.12(m，2H)，3.72-3.65(m，8H)，3.35-3.23(m，12H)，3.01-2.96(m，8H)，2.65-2.48(m，8H)，1.25-1.07(m，12H).元素分析计算值[C55H67F6N3O4S2](％)：C 60.91，H6.24，N 3.89；测试值：C 60.87，H 6.25，N 3.94.
4.使用两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰氧化镍空穴传输层
步骤一：氧化镍空穴传输层的制备：ITO玻璃或PET基板经洗涤剂擦洗后，再依次用洗涤剂、水、去离子水、丙酮、异丙醇分别超声清洗10-20分钟，然后在氮气流下干燥，并用氧等离子体处理15分钟。为获得p-i-n平面结构，将氧化镍(100μL，10mg ml-1)的分散液旋涂到ITO基板上，以3000转/分的转速旋转60秒，并在130℃下将所得氧化镍薄膜膜加热20分钟。加热后，将基板转移到充满氮气的手套箱中进行后续涂层。
步骤二：两亲性共轭聚合物修饰氧化镍空穴传输层：在室温条件下，将所制备的氧化镍基板浸入PTFTOS的异丙醇溶液(1mg ml-1)中，10分钟后，用异丙醇冲洗基板，然后在60℃下在热板上干燥。
步骤三：反溶剂法制备MAPbI3光吸收层：将MAI和PbI2按照化学计量比溶解在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，钙钛矿前驱液旋涂首先以1000转/分的速度旋转12秒，然后以5000转/分的速度旋转30秒，高转速开始后的10秒时间内，在基片中心位置均匀滴加0.2mL的氯苯溶液，氯苯溶液对主溶剂的萃取作用促进了DMF的挥发，从而加快溶质MAI与PbI2过饱和析出结晶生成MAPbI3薄膜。然后立即在100℃的热板上退火20分钟。
步骤四：MAPbI3钙钛矿太阳能电池器件的制备：退火后，将PC61BM的氯苯溶液(25mgml-1)以1500转/分的转速旋涂在钙钛矿薄膜上40s，最后将样品放入真空镀膜机内，在真空下Ag(120nm)。
5.两亲性共轭聚合物PTFTOS对无机材料空穴传输层氧化镍进行修饰时的器件性能表征
步骤一：两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰对氧化镍表面性能的影响：对两亲性共轭聚电解质PTFTOS修饰氧化镍前后薄膜进行接触角测试及对不同衬底的MAPbI3钙钛矿薄膜晶粒变化的扫描电子显微镜(SEM)表征见附图2。两亲性聚合物界面层可以改善无机空穴传输材料的表面能，增大其上层MAPbI3钙钛矿的晶粒大小。
步骤二：两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰对氧化镍空穴传输能力的影响：观察并分析MAPbI3钙钛矿薄膜在不同衬底上的稳态荧光强度对比见附图4。两亲性共轭聚合物的引入可增强无机空穴传输材料与钙钛矿薄膜的相互作用，提高空穴的转移和收集。
步骤三：两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰对氧化镍表面功函数的影响：分析氧化镍在两亲性共轭聚合物(PTFTOS)修饰前后的UPS曲线变化见附图5。两亲性共轭聚合物PTFTOS可将无机空穴传输材料氧化镍的功函数从4.72eV提升至5.05eV，更加匹配MAPbI3钙钛矿的空穴传输。
步骤四：两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰对器件光伏性能的影响：基于无机空穴传输材料氧化镍的反向平面MAPbI3钙钛矿太阳能电池器件，其结构示意图见附图6，测量其在AM 1.5光照下的光伏性能，通过氧化镍在修饰前后的钙钛矿太阳能电池光照下正反扫测试的J-V曲线见附图6。通过在空穴传输层和钙钛矿之间引入两亲性共轭聚合物PTFTOS，短路电流从18.7mA/cm2提升到20.7mA/cm2，开路电压从1.06V提高到1.09V，填充因子从72.9％增加到77.3％，最终的光电转换效率从14.4％提升到17.5％。
步骤五：两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰对MAPbI3器件的载流子在界面复合速率的影响：测试基于无机空穴传输材料氧化镍在修饰前后的钙钛矿太阳能电池暗态下的J-V曲线见附图8。两亲性共轭聚合物PTFTOS可修饰氧化镍等p-型金属氧化物的表面缺陷，降低界面的缺陷复合。
步骤六：两亲性共轭聚合物PTFTOS修饰对MAPbI3器件的载流子在界面传输的影响：测试基于无机空穴传输材料氧化镍在修饰前后的钙钛矿太阳能电池交流阻抗图谱见附图9。两亲性聚合物界面层可以通过路易丝酸和路易丝碱分别与钙钛矿在界面处的缺陷进行键合，实现对缺陷的钝化，减少界面复合的发生。
步骤七：两亲性共轭聚电解质修饰在提升MAPbI3器件稳定性能体现：测试无封装大面积器件在室温下在连续光照下(1个太阳光强下)的稳定性变化见附图10。两亲性共轭聚合物PTFTOS的引入后，器件的光照稳定性也得到了一定的提升。
步骤八：两亲性共轭聚电解质在大面积MAPbI3器件上抗机械弯曲性能体现：用于机械弯曲测试测试的大面柔性钙钛矿太阳能电池的实例图见附图11。
实施例2：一种基于两亲性共轭聚合物(PTMTOS)作为界面修饰层对提高窄带隙MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿太阳能电池器件性能的应用，两亲性共轭聚合物PTMTOS的化学结构式见附图1。
1.使用两亲性共轭聚合物PTMTOS修饰氧化镍空穴传输层
步骤一：氧化镍空穴传输层的制备：ITO玻璃或PET基板经洗涤剂擦洗后，再依次用洗涤剂、水、去离子水、丙酮、异丙醇分别超声清洗10-20分钟，然后在氮气流下干燥，并用氧等离子体处理15分钟。为获得p-i-n平面结构，将氧化镍(100μL，10mg ml-1)的分散液旋涂到ITO基板上，以3000转/分的转速旋转60秒，并在130℃下将所得氧化镍薄膜膜加热20分钟。加热后，将基板转移到充满氮气的手套箱中进行后续涂层。
步骤二：两亲性共轭聚合物修饰氧化镍空穴传输层：在室温条件下，将所制备的氧化镍基板浸入PTMTOS的异丙醇溶液(1mg ml-1)中，10分钟后，用异丙醇冲洗基板，然后在60℃下在热板上干燥。
步骤三：反溶剂法制备MAPb0.8Sn0.2I3光吸收层：将MAI，PbI2和SnI2按照化学计量比溶解在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，钙钛矿前驱液旋涂首先以1000转/分的速度旋转12秒，然后以5000转/分的速度旋转30秒，高转速开始后的10秒时间内，在基片中心位置均匀滴加0.2mL的乙酸乙酯溶液，乙酸乙酯溶液对主溶剂的萃取作用促进了DMF的挥发，从而加快溶质MAI与PbI2和SnI2过饱和析出结晶生成MAPb0.8Sn0.2I3薄膜。然后立即在100℃的热板上退火20分钟。
步骤四：MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿太阳能电池器件的制备：退火后，将PC61BM的氯苯溶液(25mg ml-1)以1500转/分的转速旋涂在钙钛矿薄膜上40s，最后将样品放入真空镀膜机内，在真空下Ag(120nm)。
2.两亲性共轭聚合物PTMTOS对无机材料空穴传输层氧化镍进行修饰时的性能表征
步骤一：两亲性共轭聚合物PTMTOS修饰对氧化镍表面性能的影响：对两亲性共轭聚电解质PTMTOS修饰氧化镍前后薄膜进行接触角测试及对不同衬底的MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿薄膜晶粒变化的扫描电子显微镜(SEM)表征见附图3。两亲性聚合物界面层可以改善无机空穴传输材料的表面能，增大其上层MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿的晶粒大小。
步骤二：两亲性共轭聚合物PTMTOS修饰对氧化镍表面功函数的影响：分析氧化镍在两亲性共轭聚合物PTMTOS修饰前后的UPS曲线变化见附图5。两亲性共轭聚合物PTMTOS可将无机空穴传输材料氧化镍的功函数从4.72eV提升至4.89eV，更加匹配MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿的空穴传输。
步骤三：两亲性共轭聚合物PTMTOS修饰对器件光伏性能的影响：基于无机空穴传输材料氧化镍的反向平面MAPb0.8Sn0.2I3钙钛矿太阳能电池器件，测量其在AM 1.5光照下的光伏性能，通过氧化镍在修饰前后的钙钛矿太阳能电池光照下正反扫测试的J-V曲线见附图7。通过在空穴传输层和钙钛矿之间引入两亲性共轭聚合物PTFTOS，短路电流从21.9mA/cm2提升到23.3mA/cm2，开路电压从1.02V提高到1.06V，填充因子从69.1％增加到73.8％，最终的光电转换效率从15.4％提升到18.2％。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种两亲性共轭聚合物，其特征在于，该两亲性共轭聚合物具有如下式I所示结构：
其中，A选自CF3、CH3、OCH3中的任意一种，Y为卤素，聚合度n值在5至100之间，B选自OH或SH，X的取值为0或1或2或3。
2.如权利要求1所述的两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，该两亲性共轭聚合物是由三苯胺和氨基取代低聚乙二醇侧链的芴单体共聚制备，再进行后离子化制备得到。
3.一种两亲性共轭聚合物在制备反向钙钛矿电池太阳能电池中的应用，其特征在于，将两亲性共轭聚合物作为界面修饰材料，插入钙钛矿和无机空穴传输层之间，对无机空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池前端界面进行改性。
4.一种两亲性共轭聚合物作为界面修饰层制备反向钙钛矿太阳能电池的结构包括：(1)ITO基板-阳极；(2)氧化镍(无机空穴传输层)；(3)两亲性共轭聚合物界面修饰层；(4)钙钛矿光吸收层(如MAPbI3等)；(5)富勒烯衍生物PCBM(电子传输层)；(6)Ag电极-阴极。
5.一种两亲性共轭聚合物作为界面修饰层制备反向钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)ITO玻璃或PET基板经洗涤剂擦洗后，再依次用洗涤剂、水、去离子水、丙酮、异丙醇分别超声清洗10-20分钟，然后在氮气流下干燥，并用氧等离子体处理15分钟；
(2)在清洗干净的ITO玻璃或PET基板上旋涂氧化镍纳米粒子溶液，置于热台上加热制备氧化镍薄膜，烘烤后，将基板转移到充满氮气的手套箱中进行后续涂层；
(3)采用不同分子结构的两亲性共轭聚合物对氧化镍表面进行改性；
(4)将钙钛矿前驱体溶液用反溶剂法沉积在修饰后的氧化镍上，制备MAPbI3光吸收层；
(5)再旋涂一定浓度的富勒烯衍生物PCBM氯苯溶液，经退火后得到电子传输层薄膜；
(6)最后，将样品放入真空镀膜机内，抽真空后，控制膜厚，蒸镀Ag电极。
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