CN112469727A - 用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输的自组织的单层 - Google Patents
用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输的自组织的单层 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112469727A CN112469727A CN201980042620.2A CN201980042620A CN112469727A CN 112469727 A CN112469727 A CN 112469727A CN 201980042620 A CN201980042620 A CN 201980042620A CN 112469727 A CN112469727 A CN 112469727A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- group
- compound
- substrate
- carbon atoms
- htf
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002356 single layer Substances 0.000 title claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 15
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract 3
- FNXLCIKXHOPCKH-UHFFFAOYSA-N bromamine Chemical compound BrN FNXLCIKXHOPCKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 18
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 14
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 7
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 3
- IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N tridecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCC IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N undecane Chemical compound CCCCCCCCCCC RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 claims 2
- 125000004354 sulfur functional group Chemical group 0.000 claims 2
- BGHCVCJVXZWKCC-NJFSPNSNSA-N tetradecane Chemical class CCCCCCCCCCCCC[14CH3] BGHCVCJVXZWKCC-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 24
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 24
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 17
- -1 methyl- Chemical group 0.000 description 16
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 11
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 10
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UOKRBSXOBUKDGE-UHFFFAOYSA-N butylphosphonic acid Chemical compound CCCCP(O)(O)=O UOKRBSXOBUKDGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N sodium tert-butoxide Chemical compound [Na+].CC(C)(C)[O-] MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- DOJSUETWJAKRFK-UHFFFAOYSA-N COC1=CC=C(C=C1)N(C=1C=CC=2N(C3=CC=C(C=C3C=2C=1)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC)CCP(O)(O)=O)C1=CC=C(C=C1)OC Chemical compound COC1=CC=C(C=C1)N(C=1C=CC=2N(C3=CC=C(C=C3C=2C=1)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC)CCP(O)(O)=O)C1=CC=C(C=C1)OC DOJSUETWJAKRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 6
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 5
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 5
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 5
- PAAZPARNPHGIKF-UHFFFAOYSA-N 1,2-dibromoethane Chemical compound BrCCBr PAAZPARNPHGIKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FIHILUSWISKVSR-UHFFFAOYSA-N 3,6-dibromo-9h-carbazole Chemical compound C1=C(Br)C=C2C3=CC(Br)=CC=C3NC2=C1 FIHILUSWISKVSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N Carbazole Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- IYYIVELXUANFED-UHFFFAOYSA-N bromo(trimethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)Br IYYIVELXUANFED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- KYUIIGJSSHTWDW-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethoxy-n-phenylaniline Chemical group COC1=CC=CC(NC=2C=CC=CC=2)=C1OC KYUIIGJSSHTWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAZAWHPZCPUSMN-UHFFFAOYSA-N 3,6-dibromo-9-(2-bromoethyl)carbazole Chemical compound BrC1=CC=C2N(CCBr)C3=CC=C(Br)C=C3C2=C1 OAZAWHPZCPUSMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VCOONNWIINSFBA-UHFFFAOYSA-N 4-methoxy-n-(4-methoxyphenyl)aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1NC1=CC=C(OC)C=C1 VCOONNWIINSFBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- MRWOMMKBDZOGIW-UHFFFAOYSA-N C(C)OP(OCC)(=O)CCN1C2=CC=C(C=C2C=2C=C(C=CC1=2)Br)Br Chemical compound C(C)OP(OCC)(=O)CCN1C2=CC=C(C=C2C=2C=C(C=CC1=2)Br)Br MRWOMMKBDZOGIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- GATNOFPXSDHULC-UHFFFAOYSA-N ethylphosphonic acid Chemical compound CCP(O)(O)=O GATNOFPXSDHULC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 3
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MGRVRXRGTBOSHW-UHFFFAOYSA-N (aminomethyl)phosphonic acid Chemical compound NCP(O)(O)=O MGRVRXRGTBOSHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPTWWBLGJZWRAV-UHFFFAOYSA-N 2,7-dibromo-9-H-carbazole Natural products BrC1=CC=C2C3=CC=C(Br)C=C3NC2=C1 QPTWWBLGJZWRAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=12C=CC3=C(C=4C=CC=CC=4)C=C(C)N=C3C2=NC(C)=CC=1C1=CC=CC=C1 STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YQKMWXHJSIEAEX-UHFFFAOYSA-N 3,6-dimethoxy-9H-carbazole Chemical compound C1=C(OC)C=C2C3=CC(OC)=CC=C3NC2=C1 YQKMWXHJSIEAEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VBQXYJQNJFCWMT-UHFFFAOYSA-N BrCCN1C2=CC=C(C=C2C=2C=C(C=CC1=2)OC)OC Chemical compound BrCCN1C2=CC=C(C=C2C=2C=C(C=CC1=2)OC)OC VBQXYJQNJFCWMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OTSAVLWUCDZIMW-UHFFFAOYSA-N C(C)OP(OCC)(=O)CCN1C2=CC=C(C=C2C=2C=C(C=CC1=2)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC Chemical compound C(C)OP(OCC)(=O)CCN1C2=CC=C(C=C2C=2C=C(C=CC1=2)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC)N(C1=CC=C(C=C1)OC)C1=CC=C(C=C1)OC OTSAVLWUCDZIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- APLWMLGZEXVWPX-UHFFFAOYSA-N CCC(CC)(C(CC)(CC)OP(O)=O)C(CCOP(O)=O)(C1=C2)C(C=C(C=C3)N(C(C=C4)=CC=C4OC)C(C=C4)=CC=C4OC)=C3C1=CC=C2N(C(C=C1)=CC=C1OC)C(C=C1)=CC=C1OC Chemical compound CCC(CC)(C(CC)(CC)OP(O)=O)C(CCOP(O)=O)(C1=C2)C(C=C(C=C3)N(C(C=C4)=CC=C4OC)C(C=C4)=CC=C4OC)=C3C1=CC=C2N(C(C=C1)=CC=C1OC)C(C=C1)=CC=C1OC APLWMLGZEXVWPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SHGQUNGDBMJQSK-UHFFFAOYSA-N CCC(CC)(C(CC)(CC)OP(O)=O)C1(CCOP(O)=O)C2=CC(Br)=CC=C2C(C=C2)=C1C=C2Br Chemical compound CCC(CC)(C(CC)(CC)OP(O)=O)C1(CCOP(O)=O)C2=CC(Br)=CC=C2C(C=C2)=C1C=C2Br SHGQUNGDBMJQSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001716 carbazoles Chemical class 0.000 description 2
- 125000000609 carbazolyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 2
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 2
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 2
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-SVYQBANQSA-N deuterated tetrahydrofuran Substances [2H]C1([2H])OC([2H])([2H])C([2H])([2H])C1([2H])[2H] WYURNTSHIVDZCO-SVYQBANQSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005549 heteroarylene group Chemical group 0.000 description 2
- KDCIHNCMPUBDKT-UHFFFAOYSA-N hexane;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCCCCC KDCIHNCMPUBDKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GJWAEWLHSDGBGG-UHFFFAOYSA-N hexylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCP(O)(O)=O GJWAEWLHSDGBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- OKKJLVBELUTLKV-VMNATFBRSA-N methanol-d1 Chemical compound [2H]OC OKKJLVBELUTLKV-VMNATFBRSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- LXNAVEXFUKBNMK-UHFFFAOYSA-N palladium(II) acetate Substances [Pd].CC(O)=O.CC(O)=O LXNAVEXFUKBNMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L palladium(ii) acetate Chemical compound [Pd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- QFLWZFQWSBQYPS-AWRAUJHKSA-N (3S)-3-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[5-[(3aS,6aR)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]pentanoylamino]-3-methylbutanoyl]amino]-3-(4-hydroxyphenyl)propanoyl]amino]-4-[1-bis(4-chlorophenoxy)phosphorylbutylamino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound CCCC(NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](Cc1ccc(O)cc1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CCCCC1SC[C@@H]2NC(=O)N[C@H]12)C(C)C)P(=O)(Oc1ccc(Cl)cc1)Oc1ccc(Cl)cc1 QFLWZFQWSBQYPS-AWRAUJHKSA-N 0.000 description 1
- UIWJXEAMDJCNOV-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-(chloromethyl)-2,4,5,6-tetrafluorobenzene Chemical compound FC1=C(F)C(Cl)=C(F)C(CCl)=C1F UIWJXEAMDJCNOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVXFJPFSWLMKSG-UHFFFAOYSA-N 2,7-dibromo-9h-fluorene Chemical compound BrC1=CC=C2C3=CC=C(Br)C=C3CC2=C1 AVXFJPFSWLMKSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 207739-72-8 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004172 4-methoxyphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(OC([H])([H])[H])=C([H])C([H])=C1* 0.000 description 1
- ZMYKITJYWFYRFJ-UHFFFAOYSA-N 4-oxo-4-(2-phenylethylamino)butanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)NCCC1=CC=CC=C1 ZMYKITJYWFYRFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101100094968 Caenorhabditis elegans sam-10 gene Proteins 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N Formamidine Chemical compound NC=N PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O Methylammonium ion Chemical compound [NH3+]C BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229940125773 compound 10 Drugs 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- NLFBCYMMUAKCPC-KQQUZDAGSA-N ethyl (e)-3-[3-amino-2-cyano-1-[(e)-3-ethoxy-3-oxoprop-1-enyl]sulfanyl-3-oxoprop-1-enyl]sulfanylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)\C=C\SC(=C(C#N)C(N)=O)S\C=C\C(=O)OCC NLFBCYMMUAKCPC-KQQUZDAGSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- ZLVXBBHTMQJRSX-VMGNSXQWSA-N jdtic Chemical compound C1([C@]2(C)CCN(C[C@@H]2C)C[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@@H]2NCC3=CC(O)=CC=C3C2)=CC=CC(O)=C1 ZLVXBBHTMQJRSX-VMGNSXQWSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 150000003867 organic ammonium compounds Chemical group 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- AICOOMRHRUFYCM-ZRRPKQBOSA-N oxazine, 1 Chemical compound C([C@@H]1[C@H](C(C[C@]2(C)[C@@H]([C@H](C)N(C)C)[C@H](O)C[C@]21C)=O)CC1=CC2)C[C@H]1[C@@]1(C)[C@H]2N=C(C(C)C)OC1 AICOOMRHRUFYCM-ZRRPKQBOSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- LMBFAGIMSUYTBN-MPZNNTNKSA-N teixobactin Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H]1C(N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](C[C@@H]2NC(=N)NC2)C(=O)N[C@H](C(=O)O[C@H]1C)[C@@H](C)CC)=O)NC)C1=CC=CC=C1 LMBFAGIMSUYTBN-MPZNNTNKSA-N 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- WHRNULOCNSKMGB-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran thf Chemical compound C1CCOC1.C1CCOC1 WHRNULOCNSKMGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 125000004149 thio group Chemical group *S* 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/38—Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
- C07F9/3804—Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
- C07F9/3839—Polyphosphonic acids
- C07F9/3873—Polyphosphonic acids containing nitrogen substituent, e.g. N.....H or N-hydrocarbon group which can be substituted by halogen or nitro(so), N.....O, N.....S, N.....C(=X)- (X =O, S), N.....N, N...C(=X)...N (X =O, S)
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
- H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/38—Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
- C07F9/553—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07F9/572—Five-membered rings
- C07F9/5728—Five-membered rings condensed with carbocyclic rings or carbocyclic ring systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0036—Formation of the solid electrolyte layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2009—Solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2018—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte characterised by the ionic charge transport species, e.g. redox shuttles
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
- H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
- H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
- H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种在TCO上以最小的层厚度均匀形成的层，所述层由于空穴传输材料而具有空穴传输性，并且其中，该材料被设计用于在表面上自组织。形成的层由至少一种根据式(I)类型的分子与通过如下跟随的式表示的填充剂分子FM混合而成，其中，L是连接片段，A是锚定基，HTF是空穴传输片段，FM(填充分子)至少由具有锚定基的分子，具有N个碳原子的烷基链以及如下至少一个基的官能团组成，所述基由甲基、卤素、氨基、溴化物、铵和硫酸官能团形成，其中，N是1至18，并且其中，x是0.02至1，并且y等于(1‑x)。
Description
背景技术
具有混合钙钛矿吸收层的太阳能电池存在有在非常短的时间内就超过了功率转换效率(Power conversion efficiency；PCE)的20％的极限值并且达到了创纪录的22.7％的效率(“NREL效率图”，网址为https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png，2017年)。钙钛矿太阳能电池(英文perovskite solar cell，PSC)的公开的创记录结果(W.S.Yang et al.，Science 2017，356，1376-1379)以具有TiO2(紧凑且介孔层)的n-i-p配置(在文献中通常称作为“常规”PSC)作为透明导电氧化物(英文transparentconductive oxide，TCO)在传导电子的材料上实现。对于在TCO上首先沉积空穴传输材料(英文hole transporting material，HTM)的p-i-n配置(在文献中通常称作为“倒置”PSC)而言，同样报道了超过20％的效率(J.Zhao et al.,Energy Environ.Sci.2016,9,3650-3656和M.Stolterfoht et al.,Energy Environ.Sci.2017,10,1530-1539)，这使其成为良好的竞争产品。所有这些结果激发了对这个快速发展领域的更多研究。
相对于更流行的n-i-p架构，p-i-n PSC具有多种优势。首先，避免了对于形成TiO2所需的高温退火。其次已知的是：其具有显著更低的所表现的迟滞，这导致实际上“无迟滞”的组分(J.H.Heo et al.,Energy Environ.Sci.2015,8,1602-1608)，即使其在特定条件下还能够被证实也是如此(D.Bryant et al.,J.Phys.Chem.Lett.2015,6,3190-3194和P.Calado,Nat.Commun.2016,7,13831)。第三，便宜得多的铜能够代替金用作金属接触层(J.Zhao et al.,J.Huang,Energy Environ,Sci.2016,9,3650-3656)。然后，对于电荷选择性接触无需掺杂，所述电荷选择性接触会改进长期稳定性，因为掺杂材料螺-OMeTAD(2,2'，7,7'-四元-(N，N-di-p甲氧基苯胺)9,9-螺二氟)已知降低稳定性。最后指出：由于前接触中的寄生吸收较低(K.A.Bush et al.,23.6％-efficient monolithic perovskite/silicontandem solar cells with improved stability,nature energy Vol.2,2017,17009_1-7)，p-i-n配置实现更高的串联效率潜力，进而具有进一步发展的巨大潜力。
在当前的论文中(Stolterfoht et al.,Energy Environ Sci.2017,10(6),1530)指出：降低HTM层厚度导致填充系数(FF)增加。当然，如果膜变得更薄，开路电压(Voc)急剧下降，这可能是由于氧化铟锡(英文indium tinn oxide，ITO)的覆盖不完全导致，这导致钙钛矿和ITO之间的直接接触。
最近，Y.Hou等人的多篇论文发表关于使用基于磷酸的、混合C60/有机的自组织单层(英文Self-assembled monolayer，SAM)作为在n-i-p-PSC中的电子导体来代替TiO2(Y.Hou et al.,Adv.Mater.Interfaces 2017,4,1700007,和Y.Hou et al.,Science2017,358,1192-1197)。同样，以相类似的方式由P.Topolovsek等人(J.Mater.Chem.A2017,5,11882-11893)使用硅氧烷官能团化的C60 SAM。
发明内容
本发明涉及一种在最小厚度的TCO上的统一成形的层，所述层由于空穴传输的材料而是空穴传输，所述空穴传输材料被构造用于在相应的表面上进行自组织。此外，尤其在提供可扩展的技术方面，最小的寄生吸收、减少的材料消耗以及避免掺杂工艺是必需解决的问题。
另外，本发明旨在提供如下HTM，所述HTM相对耐受钙钛矿工艺并且可以对每个结构化的表面进行保形的遮盖，其中所述结构化的表面例如为具有高度为微米级的棱锥的结构化的硅，所述棱锥通过如太阳能电池中常用的湿化学刻蚀来加工。
与之相应地，本发明的一个方面在于：提供一种化合物，其包括至少一种式(I)的分子，所述分子起HTM的作用
其中，L是连接片段，A是锚定基并且HTF(英文hole transporting fragment)是空穴传输的片段，所述空穴传输的片段选自如下的式II或III之一，
多环Z-D-Z(II)，其中，Z和D是同环的或Z或D中的至少一个包含选自N、S、O、Si的杂原子，并且其中，Z是C5-或C6-取代或未取代的芳基，D是N或C5-或C6环状基，其中环状基D的两个相邻碳原子分别稠合到两个芳基Z之一处，以便形成三环十一烷、三环十三烷或三环十四烷衍生物；或者
并且R是取代基。
根据本发明的化合物由于电子定域而起空穴传输的材料的作用。为了该目的，在整个系统之上实现电子定域的化合物是优选的。特别地，在此优选的是经由片段D在Z片段之间脱域。因此，D优选为芳族片段和/或具有电子推拉(electron pushing)特性的元素，所述片段和/或元素与片段Z处于连接。特别优选的是对称结构，即，可以沿轴线镜像的化合物。反射涉及示意性结构，并且不必涉及实际的空间外观。
优点是：镜轴线伸展经过组分D，使得两个Z组分相同或相反。
为了形成SAM，可以将式(I)的分子与其他分子、即所谓的“填料分子”(FM)混合。FM通常是由锚定基(例如膦酸、磷酸、硫酸、磺酸、羧酸、硅氧烷)、具有N个碳原子的烷基链和甲基-、卤素-、氨基-、溴化物、铵-和/或硫基构成，其中所述锚定基能够稠合到TCO的表面上，其中N＝1至18。示例是乙基或丁基膦酸(“C2”或“C4”)或(氨基甲基)膦酸。FM起钝化剂的作用，所述钝化剂减少TCO和钙钛矿之间的载流子复合，以及用于对TCO的可润湿性改性的媒介的作用。然而，没有FM的制剂总是可行的并且在选择适当比例的HTF、L和A的情况下无任何缺点。
HTM在混合物中的比例x是0.02到1。填料分子(FM)的比例通过y＝(1-x)给出。对于式(I)的HTM，n优选等于1或2。
在本发明的一个优选实施方式中，D是C5或C6杂芳基，其中，杂原子是N、Si、S和/或O。
在另一优选的实施方式中，空穴传输的片段(HTF)选自式IV至XIX中给出的片段之一。
替选地或附加地，基R独立地选自：C1-至C10-烷基；C2-至C10-烯基；C3-至C20-环烷基；C3-至C8-杂环烷基，烷氧基，芳氧基，烷硫基，芳硫基，氨基，酰胺基，酯，羧酸，二烷氧基二苯胺，氨基甲酸酯，脲，酮，醛，氰基，硝基，卤素；(环烷基)烷基和(杂环烷基)烷基。
特别地，基R彼此独立地选自氢。
其中
虚线代表用以将R与根据式II或III的HTF连接的键，X代表卤素(F，Cl，Br，I)；R”'代表氢、烷基(C1-C12)和/或R”代表氢、烷基、烷氧基(-CH3；-OCH3)。
在另一实施方式中，连接片段L选自C1-至C9-亚烷基，C4-至C20-亚芳基，C4-至C20-杂亚芳基，C4-至C20-烷基亚芳基，C4-至C20-杂烷基亚芳基的连接片段，其中，杂原子选自O，N，S，Se，Si，并且其中所提出的亚烷基，亚芳基，杂亚芳基，烷基亚芳基，杂烷基亚芳基，杂烷基亚芳基，如果它们包含三个或更多个碳原子，则就可以是直链、支链或环状的，特别地其选自如下之一
其中
虚线代表用于将L与根据式II或III的HTF连接的键。
在一个优选的实施方式中，锚定基A(头部基)选自膦酸、磷酸、硫酸、磺酸、羧酸、硅氧烷，特别选自以下之一
本发明的另一方面是提供一种空穴传输材料，所述空穴传输材料包括本发明的化合物。
本发明的另一方面涉及一种光电子组分和/或光电组分，其包括根据上述实施方式之一的本发明的化合物。
特别地，光电子组分和/或光电组分包括空穴传输的材料，其中空穴传输的材料包括式II或III的化合物。
光电子组分和/或光电化学组分优选是光伏固态设备，所述光伏固体设备是固态太阳能电池，所述光伏固体设备包括呈至少一个单层形式的、作为敏化分子的有机-无机钙钛矿。
就本说明书而言的术语“钙钛矿”涉及“钙钛矿结构”，并且不专门涉及钙钛矿材料CaTiO3。为了本说明书的目的，“钙钛矿”包括任意如下材料并且优选地是指任意如下材料，所述材料具有与钙钛氧化物相同的晶体结构类型，并且指的是通过两个单独的一价阳离子取代其中二价阳离子的材料。钙钛矿结构具有一般的化学计量AMX3，其中“A”和“M”为阳离子，“X”为阴离子。阳离子“A”和“M”可以具有不同的电荷，并且在原始的钙钛矿矿物(CaTiO3)中，A阳离子为二价，M阳离子为四价。为了本发明的目的，根据本说明书中其他部分说明的式，钙钛矿式包括具有一(1)、二(2)、三(3)或四(4)个阳离子的结构，所述结构可以相同或不同，和/或具有一或二(2)个阴离子和/或载有两个或三个正电荷的金属原子。
还优选的是：光电子组分和/或光电化学组分的有机无机钙钛矿层材料具有以下式之一的钙钛矿结构：
A1A2A3A4MX3，A1A2A3MX3，A1A2MX4；A1MX3；A1A2N2/3X4；A1N2/3X3；BN2/3X4；A1 2NMX6；BMX4，其中
-A1，A2，A3，A4是有机一价阳离子或其混合物，所述阳离子彼此独立地选自：伯、仲、叔或季有机铵化合物，包括含N的杂环和环系，其中A和A'彼此独立地为1至60个碳原子和1至20个杂原子(例如甲基铵或甲脒)或无机阳离子(例如Na，K，Rb，Cs)。
-B是二价有机阳离子，其选自伯、仲、叔或季有机铵化合物，该化合物具有1至60个碳原子和2至20个杂原子并且具有两个带正电的氮原子；
-M是二价金属阳离子，其选自Cu2+,Ni2+,Co2+,Fe2+,Mn2+,Cr2+,Pd2+,Cd2+,Ge2+,Sn2+,Pb2+,Eu2+或Yb2+；
-N，选自Bi3+和Sb3+；和，
-X，彼此独立地选自Cl-,Br-,I-,NCS-,CN-和NCO-。X同样可以是所列的卤化物/阴离子构成的混合物。
在一个优选的实施方式中，用于形成SAM的根据本发明化合物的特征在于如下。式I的份额x为x＝1，由此得出：FM(填料分子)的份额y为y＝0。锚定基A由膦酸基形成并且L为C2。空穴传输的片段HTF选自式(II)(Z-D-Z)，其中D为N且Z为被甲氧基取代的C6环芳基。另一优选的实施方式对应于之前描述的实施方式，其中Z不被甲氧基取代。两种实施方式特别地共同之处在于：它们可以在没有填料分子(FM)的情况下制备，并且这不损失其特征性的特性和稳定性。
本发明的另一方面是本发明化合物作为光电子组分和/或光电组分中的空穴传输的材料的应用。
可以通过两种方法来实现用于在TCO上形成本发明化合物以在钙钛矿太阳能电池中使用的方法，其中该方法包括如下步骤：
首先，提供用氧化层、优选TCO覆层的基底，所述基底浸没到溶液中，所述溶液包括溶解和根据如下式的化合物
其中，L是连接片段，A是锚定基并且HTF是空穴传输的片段，所述空穴传输的片段选自如下的式II或III，
多环Z-D-Z(II)，
其中Z和D是同环的或Z或D中的至少一个包含选自N、S、O、Si的杂原子，并且其中Z是C5-或C6-取代或未取代的芳基，D是N或C5-或C6环状基，其中环状基D的两个相邻碳原子分别稠合到两个芳基Z之一处，以形成三环十一烷、三环十三烷或三环十四烷衍生物；或者
其中R是取代基，
并且FM通常是一种分子或分子混合物，所述分子由锚定基(例如膦酸，磷酸，硫酸，磺酸，羧酸，硅氧烷)(所述锚定基能够稠合到TCO的表面)、具有N个碳原子的烷基链(其中N＝1至18)和甲基-、卤素-、氨基-、溴化物-、铵-和/或硫酸官能团构成，其中x是0.02到1，并且y等于(1-x)。FM的示例是乙基或丁基膦酸(“C2”或“C4”)或(氨基甲基)膦酸。能够将任意如下液体旋转作为用于溶液的溶剂，所述液体能够溶解化合物并且保证表面的浸没。溶液中化合物的浓度优选在每升0.01至100mM。浸没表面以形成SAM的时间应至少足以使分子可以稠合到氧化物表面，并且优选在5分钟至50小时。在浸没后，从溶剂中移除基底。在一个优选的实施方案中，然后将基底热烘烤和/或洗涤。
在一个替选的方法中，在溶液中离心涂覆(例如旋涂)具有和没有FM的根据本发明的化合物。用于所选择的HTM和可能的基底的分别最佳的方法在需要时可以以实验的方式确定。
附图说明
图1示出膦酸官能团化的咔唑衍生物V1036的合成：a)1,2-二溴乙烷(6.5ml/当量)，TBABr(0.3当量)，50％KOH水溶液(15当量)，72h，60℃；b)亚磷酸三乙酯(3.6ml/当量)，18h，165℃；c)4,4'-二甲氧基二苯胺(3当量)，Pd(OAc)2(0.3当量)，P(t-Bu)3-BF3(0.6当量)，NaOt-Bu(3当量)，无水甲苯(24.5ml/当量)，Ar，5h，回流；d)`(10当量)，无水二恶烷(29.4ml/当量)，Ar，24h，25℃；e)MeOH(19.6ml/当量)，H2O(19.6ml/当量)，15h，室温，
图2A)示出V1036和PTAA(聚三芳基胺)的10-4M THF溶液的UV/VIS吸收光谱；图2B)示出抛光ITO基底的、具有PTAA的ITO和具有100％V1036 SAM的ITO的UV/Vis吸收光谱，
图3示出升温速度10℃min-1的V1036的TGA加热曲线，
图4A)示出Si/ITO基底上的单层的FTIR吸收光谱，其由(a)1mM的V1036溶液、(b)1mM的V1036:C4(1:9)的混合溶液和(c)1mM的C4溶液制备，图4B)示出KBr片剂中大部分的V1036的FTIR光谱，
图5A)示出在1150至1300cm-1的光谱范围中的Si/ITO基底上的单层的FTIR吸收光谱，其由(a)1mM的V1036溶液，(b)1mM的V1036:C4(1:9)的混合溶液和(c)1mM的C4溶液制备，以及图5B)示出在1400至1600cm-1的光谱范围，
图6A)示出SAM组分中的V1036的百分比的接触角相关性；图B)示出钙钛矿溶液在100％C4；PTAA；100％V1036 SAM上的平衡接触角，
图7示出具有PTAA和SAM HTM的性能增强的PSC的J-V特性，
图8A示出具有PTAA和10％V1036 90％C4 SAM HTM的性能增强的PSC的正向和倒置扫描的J-V特性，图8B示出具有PTAA和10％V103690％C4 SA-HTM的性能增强的PSC的集成的Jsc和EQE。本发明示出Jsc的统计分布，
图9示出PTAA和10％V1036 90％C4的上部的和横截面的REM。
图10示出涂覆到不同的HTM-SAM、V1036、PTAA、V1193和V1194上的“三重阳离子”的钙钛矿吸收剂(Cs5(MA17FA83Pb(I83Br17)3)95)的特征参数的比较。
具体实施方式
合成了用膦酸(V1036)官能团化的、二甲氧基二苯胺取代的咔唑。二甲氧基二苯胺取代的咔唑片段能够在用于常规钙钛矿太阳能电池的多个有效的HTM中找到，并且咔唑第9位中的活性氢能够进一步用于与膦酸锚定基(头部基)官能团化。
以四步合成方法(见图1)从可商购的材料开始进行合成。在第一步骤中，将3,6-二溴咔唑与1,2-二溴乙烷烷基化得到中间化合物1。在下一步骤中，通过阿尔布佐夫反应将脂族溴化物转化为膦酸乙酯2。此外，借助于通过钯催化的布赫瓦尔德-哈特维格胺化反应，引入二甲氧基二苯胺片段，以便得到化合物3。最后，通过用溴代三甲基硅烷裂解酯，得到膦酸V1036。合成的化合物的结构借助于1H和13C-NMR光谱确认。下面给出了合成方法的更详细描述。
在倒置的PSC中，光首先穿过HTM层，与之相应地重要的是：使该层的寄生吸收最小化。借助于在10-4M THF(四氢呋喃)溶液中的UV/VIS光谱法研究V1036的光学性质(图2A)。能够观察到较强的π-π*吸收带，其中λmax＝304nm，以及在350至450nm范围内的较弱的n-π*带，该带对于二甲氧基二苯胺3,6-取代咔唑发色团体系是特征性的。与PTAA相比，V1036具有较宽的吸收率，但由于单层厚度小得多，因此，当该V1036在ITO上形成时，其吸收率可忽略不计。
从图3可见：不具有FM的基底V1036在343℃的温度(Tdec)下具有95％的重量损失，这适合于在光电子组分中的实际使用。
为了确认在ITO表面上形成SAM，制备了在Si/ITO基底上的自组织单层的FTIR(英文Fourier-transform infrared spectroscopy傅里叶变换红外光谱)光谱(图4A)，并且与KBr片剂中分散的V1036基础化合物的光谱比较(图4B)。由1mM的V1036的甲醇溶液(100％V1036)制备的SAM光谱显示出在1238和1503cm-1处有两个较强的谱带，连同在1442、1461和1485cm-1附近的强度较小的分量(图4A，(a))。所有在单层光谱中观察到的特征均位于V1036基础化合物的红外光谱中可见的吸收谱带附近，所述吸收带在，这确认了V1036存在于在ITO基底的表面上。1503cm-1处的最强谱带与咔唑结构的芳环的拉伸振荡平面中的C＝C关联，其在对p氧基-苯基图的拉伸振荡平面中的C＝C具有一定的贡献。C-N键的拉伸振荡作为在1238cm-1附近的最强谱带是可见的。在1438至1442和1461至1466cm-1附近的两个中等强度谱带包含高比例的甲氧基的对称和不对称的CH3变形振荡。对于1503cm-1附近的谱带的积分的吸收强度确定：其对于由具有0.1mM的V1036和0.9mM的C4作为FM(10％V1036 90％C4)的甲醇溶液制备的SAM下降到0.62的相对强度，这与100％V1036 SAM(相对强度1.00)相比显示出通过V1036化合物的表面覆盖率的下降。显然，对于V1036化合物的表面覆盖率的降低没有如从吸收溶液的组分起所预期的那么高，这表明与C4相比，V1036的表面亲和力更高。
在图5中，显示了在1150至1300cm-1的光谱范围(A)内以及在1400至1600cm-1的光谱范围(B)内在Si/ITO基底上的HTM SAM(具有和不具有填料分子的V1036)的和频光谱(英文Vibrational sum-frequency generation振荡和频光谱，VSFG)。在100％V1036 SAM的光谱中在～1237cm-1(图5A，(a))和～1490cm-1(图5B，(a))中识别出两个峰值。这两个频带对应于在同一单层的FTIR光谱中可见的两个最强烈的振荡谱带(图5A，(a))。Si/ITO基底提供了基本的非共振的SFG信号，所述SFG信号与共振信号干涉并导致光谱失真，如从等式S1中可见。由于该干涉，在～1490cm-1处集中的共振的形状类似于非对称的类似Fano共振，并且与FTIR光谱(～1503cm-1)相比，也显示出其频率发生了偏移。
在10％V103690％C4 SAM的光谱中未识别振荡频带。期望的VSFG强度应是小于100％V1036 SAM的强度的100分之一。在这种情况下，VSFG信号低于检测极限。当然，FTIR光谱显示：通过在混合的SAM中的V1036的表面覆盖率对应于纯V1036 SAM的表面覆盖率的～0.62。具有这种表面覆盖率的单层的VSFG信号仍应该可以检测到，但没有记录信号。所测量的VSFG信号与所研究的分子的取向中的不对称性成比例，并且提供与之相应地关于表面处的分子排列的独特信息。这表示：与由纯V1036溶液制成的单层相比，由混合溶液制备的单层导致更无序的结构。
为了研究SAM对表面能的影响以及比例变化对混合的SAM的影响，利用三阳离子钙钛矿溶液作为研究液体执行接触角测量。如从图6/表1可见：PTAA、100％V1036 SAM和100％C4 SAM的接触角分别为42.6°、26.3°和60.5°。对于混合的SAM，接触角逐渐变化，从而确认了在ITO表面上存在两种物质。接触角的差异与材料的极性有关，并且对于非极性的脂族的100％C4 SAM得到更大的角度值，并且对于具有官能甲氧基的100％V1036 SAM得到最低的角度值。
表1：各种基底的平衡接触角的值
| 基底 | 接触角，度 |
| PTAA | 42，59 |
| ITO | 50，02 |
| 100％C4 | 60，47 |
| 5％V1036+95％C4 | 51，43 |
| 10％V1036+90％C4 | 46，75 |
| 25％V1036+75％C4 | 34，1 |
| 50％V1036+50％C4 | 27，84 |
| 100％V1036 | 26，28 |
能级的良好协调是组分有效运行的重要前提。为了研究SAM对ITO基底能级的影响以及为了研究V1036的质量特性，借助于使用空气中的光电子能谱(英文：photoelectronspectroscopy in air，PESA)测量了电离电势(Ip)(表2)。
对于由2mg/ml甲苯在ITO上旋转覆层的PTAA膜，达到5.18eV的Ip值，所述Ip值接近之前报道的5.16eV[10]。基质V1036显示出Ip为5.04eV，这是对于该生色团的特征值。对于在ITO上形成的100％V1036 SAM，获得了4.98eV的值，所述值与基础材料的值非常一致。具有10％V103690％C4组分的混合的SAM显示出5.09eV。能够假设混合SAM得到略高的Ip值，但变化处于0.1eV的范围中，因此不会强烈地损害组分的性能。
表2：所研究的材料的Ip值(用于ITO的Wf)。
| 材料 | V1036 | 100％V1036 SAM | 10％V1036 90％C4 SAM | PTAA | ITO |
| I<sub>p</sub>(ITO为W<sub>f</sub>)，eV | 5，04 | 4，98 | 5，09 | 5，18 | 4，6<sup>[11]</sup> |
为了研究所形成的SAM是否可以起HTM作用，构建了ITO/HTM/钙钛矿/C60/BCP/Cu架构的p-i-n-PSC组分(BCP：浴铜灵)。所有组分使用三阳离子钙钛矿，并且将由无掺物质的PTAA构成的薄层用作对照HTM。
首先，研究了V1036和丁基膦酸(C4)之比对组分性能的影响。如从图7中可见：对于具有10％V1036的SAM，实现了17.8％的PCE的最佳结果。具有PTAA的对照组分显示出18.4％的PCE的略高的效率。
为了更好地了解各种参数的变化，表3中示出统计数据。能够看出：Jsc仅略微变化并且与PTAA相比，在平均值中对于SAM HTM非常接近或甚至略好。这能够通过由SAM HTM层引起的较低的寄生吸收来解释。SAM的平均FF略低于PTAA的平均FF(76.3％)，并且对于25％V103675％C4SAM的最大FF达到71.2％，其中最佳值非常接近PTAA的最佳值。在V1036的量更高的情况下，观察到Voc降低，这可能是由于钙钛矿与ITO直接接触所致。该认定通过如下事实而得到支持：即具有裸ITO的无HTM的组分显示出非常差的性能，这主要可归因于强烈降低的Voc。
表3：从J/V扫描中提取的平均PSC性能参数，包括最佳组分(括号中)的标准误差和性能参数。统计数据基于针对不同HTM的不同基底上的9至20个单元。
已知在p-i-n PSC中仅观察到可忽略的磁滞现象。在SAM-HTM的情况下，具有10％V1036 90％C4 SAM的最佳组分仅显示出比具有PTAA的对照组分稍大的磁滞现象(图8A)。
为了研究作为填料分子的脂族膦酸的长度对组分整体性能的影响，接下来测试了乙基膦酸(C2)和正己基膦酸(C6)。由于润湿差，在10％V103690％C6 SAM上几乎无法形成钙钛矿膜。由于减少了Voc和Jsc，具有C2填料的组分显示出稍低的性能。因此，C4是与V1036结合的填料分子的优选长度之一。
为了进一步研究最佳组分的性能，执行外部量子效率(英文：external quantumefficiency，EQE)的测量。从图8B可见：由于SAM的厚度非常小，所以能够实现电流的小的增益。这是由于从HTM吸收的减少，如这之前通过UV/VIS吸收测量所示出的那样(图2)。通过对EQE数据积分所获得的Jsc值与从J/V扫描中获得的Jsc紧密一致。
为了查看SAM是否得到钙钛矿形态中的差异，执行了SEM(英文：scanningelectron microscopy，扫描电子显微镜，SEM)研究。如从SEM(图9)的俯视和横截面的图像中可见：SAM不随之引起钙钛矿形态的大量变化，并且晶粒近似于对照组分的晶粒。
有关合成和表征方法的更多信息
化学品购自Sigma-Aldrich和TCI Europe，并且直接使用，而不进一步纯化。1H-和13C-NMR光谱在Bruker Avance III(400MHz)光谱仪上在室温下记录。所有数据均以δ(ppm)表示的化学位移说明。在ALUGRAM SIL G/UV254板上通过TLC监测反应产物的进程，并用借助UV光显影。将硅胶(等级9385，230至400目，
Aldrich)用于柱色谱。元素分析借助型号为440C/H/N/的Exeter Analytical CE-440的元素分析仪执行。在热重分析仪Q50(TA Instruments)处在氮气氛中以10K min-1的扫描速率执行热重分析(TGA)。将电热MEL-TEMP毛细管熔融设备用于确定熔点。借助Shimadzu UV-3600光谱仪记录UV/VIS光谱。
借助Kruss的DSA25液滴轮廓分析系统进行接触角测量。
为了FTIR和VSFG测量，将ITO沉积在Si基底上并且进一步借助根据上述方法的SAM来官能团化。
利用配设有液氮冷却的MCT窄带检测器的FTIR光谱仪Vertex80v(Bruker,Inc.，德国)以透射模式记录单层的FTIR光谱。以4cm-1的分辨率从512幅干涉图扫描中记录光谱；通过对两个光谱求平均值来确定最终光谱。具有30nm厚的ITO层的裸Si基底用作参考样品。在测量期间，对样品室和光谱仪抽真空。通过背景减法的多项式函数对光谱进行校正。不对实验数据应用平滑方法。借助GRAMS/AI 8.0软件(Thermo Electron Corp.)，通过将实验轮廓匹配于高斯-洛伦兹形状分量来确定光带参数。
V1036基质样品的红外光谱以透射模式记录在配设有室温检测器DLATGS的ALPHAFTIR光谱仪(Bruker,Inc.，德国)上。光谱分辨率设置为4cm-1。光谱从124幅干涉图扫描中获得。将样品分散在KBr片剂中。
借助市售的Ekspla PL2143A20的VSFG系统记录VSFG光谱，在较早的论文中详细描述了所述系统。简而言之，Nd:YAG激光器产生1064nm的脉冲，其具有～28ps的脉冲长度和20kHz的重复速率。将激光功率的一部分用于泵浦光参数发生器(EKSPLA PG401VIR/DFG)，以产生红外脉冲(ωIR)，在1000cm-1至4000cm-1的范围内具有60至200μJ的典型的能量，能够将所述红外脉冲匹配。将激光功率的二次谐波(532nm)用作用于产生总频率(ωSF)的可见射线(VIS)。当红外脉冲和可见脉冲在基底表面上在时间和空间上重叠时，产生总频率。该论文中的所有光谱借助偏振组合ssp(s-SFG，s-VIS，p-IR)来记录。将可见射线的强度减弱，以便避免样品损坏(～30μJ)。所产生的总频率光借助单色仪滤波，并借助光电倍增管(PMT)检测。
测量的VSFG强度与如下成比例
其中，ANR是非共振幅度，ARq是第q次振荡的共振幅度，
是共振绝对值和非共振绝对值之间的相位。ωq和Γq是第q次振荡的频率和宽度。
V1036、ITO上的PTAA和ITO上的SA-HTM的固态电离电势(Ip)通过电子-光电发射法在空气中测量[14-16]。[14-16]。通过将材料溶解在THF中来制备用于V1036接触物质的电离势测量的样品，并将其涂覆到Al板上，所述Al板用～0.5μm厚的甲基丙烯酸甲酯-和甲基丙烯酸-共聚物-粘合剂层预覆层。层厚度为～0.5至1μm。ITO上的PTAA层以与在用于PSC形成的方法中相似的方式和方法通过旋转覆层来形成。根据上述方法形成SA-HTM。
通常，在真空中执行光电发射实验，并且高真空是对于这些测量的主要要求之一。如果真空度不足够高，则样品表面的氧化和气体吸附会影响测量结果。但是，在本文的情况下，所研究的有机材料对氧气足够稳定，并且能够在空气中执行测量。借助来自具有氘灯的石英单色仪的单色光照射样品。入射光束的功率为(2至5)10-8W。将-300V的负电压施加给样品基底。具有4.5×15mm2的用于照射狭口的配对电极以距样品表面8mm的间距设置。将配对电极连接于BK2-16静电计的输入端，所述静电计在开放的输入态中为光电流测量而工作。在照射期间，在电回路中流过10-15至10-12A强的光电流。光电流I强烈与入射光光子能量hv相关。以图形方式绘制I0.5＝f(hν)相关性。通常，光电流与入射光量子能量的相关性通过I0.5和hv之间在接近阈值的线性关系良好地描述。该相关性的线性部分被外推到hv轴线上，并且Ip值被确定为相交点处的光子能量。
借助2％的安东帕(Mucasol)溶液、去离子水、丙酮和异丙醇在超声浴中对激光结构化的氧化铟锡(ITO)玻璃基底(25×25mm，15Ωsq-1，Automatic Research GmbH的样品)依次洗涤15分钟。然后，将样品用氮气枪干燥，并在HTM沉积之前，立即在UV臭氧清洁器(FHRAnlagenbau)中将基底处理15分钟。
所有其他的程序均在填充氮气的手套箱中执行。
通过将经UV臭氧处理的ITO基底浸入溶于异丙醇中的相应的膦酸分子的1mM/L溶液中20h，然后在100℃中回火1h并随后用异丙醇和氯苯洗涤，来获得HTM SAM。为了改善单层的质量并研究对太阳能电池组分性能的影响，除了纯V1036 SAM外，还研究了不同比例的V1036和正丁基膦酸(C4)构成的混合物。
对于PTAA对照组分，从2mg mL-1无水甲苯溶液中以4000U/min(5s加速)对PTAA(Sigma Aldrich)先旋转覆层30s，并且在100℃中的加热板上回火10分钟。
根据最近公开的稍作修改的方法，形成了三阳离子Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3钙钛矿膜。首先，通过在60℃下摇动过夜，将PbBr2和PbI2在DMF:DMSO(体积比4:1)中溶解至标称浓度1.5M。然后，将PbBr2和PbI2储备溶液添加至MABr和FAI粉末，以便获得最终浓度为1.24M的MAPbBr3和FAPbI3溶液。对于这两种溶液，铅与相应的阳离子之间的摩尔比为1.09:1.00(9％的铅过量)。然后，将MAPbBr3和FAPbI3溶液以1：5的体积比混合。最后，将1.5M CsI溶液中的铯阳离子以5:95的体积比添加到DMSO中。对于具有次优的可润湿性的基底，通过以5:95的体积比添加DMF:DMSO(4:1)来稍微稀释最终的钙钛矿溶液。
利用以下程序将前体溶液通过旋转覆层在上方沉积到HTM层上：4000U/min(5s加速)持续35s(总时间40s)。
在25s后，将500μl乙酸乙酯浇注到转动的基底上。在旋转覆层程序之后，将用钙钛矿覆层的样品在加热板上在100℃下回火60min。
通过热蒸发(Mbraun ProVap 3G)，在小于1E-6mbar的基本压力下，以约0.1到
的蒸发速率将23nm C60和8nm BCP沉积到钙钛矿上。最后，以0.3至
的速率蒸发80至100nm的Cu，以便完成组分结构。有效面积通过ITO和金属电极的重叠定义，所述有效面积为0.16cm2。
合成路线：
对于V1036
3,6-二溴-9-(2-溴乙基)-9H-咔唑(1)
将初始化合物3,6-二溴咔唑(2g，6.15mmol)溶解于1,2-二溴乙烷(40mL)中，然后添加四丁基溴化铵(0.198g，0.62mmol)与50％的KOH水溶液(1.72mL，30.77mmol)。将反应在60℃下搅拌三天(TLC，丙酮：正己烷，1:24，v:v)，其中，每隔24h添加0.198g四丁基溴化铵和1.72ml的50％的KOH水溶液。在完成反应后，用二氯甲烷进行萃取。经由无水Na2SO4干燥有机层，并且减压蒸馏溶剂。粗产物通过柱色谱法用v:v为3:22的丙酮:正己烷作为洗脱剂纯化，得到2.4g(90％)白色结晶物质(Tm＝153至155℃)—化合物1
对于C14H10NBr3，分析计算值，％：C 38.93；H 2.33；N 3.24；实测值，％：C 38.78；H2.42；N 3.11。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.07(d,J＝1.8Hz,2H)；7,54(dd,J＝8.7,1.9Hz,2H)，7.25(d,J＝8.7Hz,2H)；4,59(t,J＝7.2Hz,2H)；3,62(t,J＝7.2Hz,2H)。
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ138.83；129.28；123.65；123.38；112.71；110.16；44.75；27.94。
[2-(3,6-二溴-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸二乙酯(2)
将化合物1(2.4g，5.55mmol)溶于亚磷酸三乙酯(20ml)中，并将反应混合物在回流下加热18h。在反应完成后(TLC，丙酮:正己烷，2:3，v:v)，减压蒸馏溶剂。粗产物通过柱色谱用v:v为7:18的丙酮:正己烷作为脱洗剂纯化，得到2.56g(95％)白色结晶物质(Tm＝118至119℃)—化合物2
对于C18H20NBr2O3P，分析计算值，％:C 44.20；H 4.12；N 2.86；实测值，％：C44.09；H 4.26；N 3.02。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝1.8Hz,2H)；7.56(dd,J＝8.7,1.9Hz,2H)；7.30(d,J＝8.7Hz,2H)；4.60–4.49(m,2H)；4.04(dq,J＝14.2,7.1Hz,4H)；2.28–2.16(m,2H)；1.24(t,J＝7.1Hz,6H)。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ138.65；129.25；123.71；123.37；112.50；110.30；62.01；61.94；37.26；37.24；25.88；24.50；16.37；16.31。
(2-{3,6-双[双(4-甲氧基苯基)氨基]-9H-咔唑-9-基}乙基)膦酸二乙酯(3)
将化合物2(1g，2.04mmol)和4,4’-二甲氧基二苯胺(1.37g，6.13mmol)在无水甲苯(50mL)中的溶液用氩气冲净20min。之后，添加乙酸钯(II)(0.137g，0.613mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.35g，1.23mmol)和叔丁醇钠(0.59g，6.13mmol)，并将溶液在回流下在氩气气氛下加热5h。在反应结束后(TLC，丙酮:正己烷，2:3，v:v)，将反应混合物通过硅藻土过滤。在降低的压力下移除溶剂，并将未纯化的产物通过柱色谱法利用丙酮:正己烷，7:18，v:v作为洗脱剂纯化，以便得到1g(62.5％)绿色粉末—化合物3。
以分析的方式对C46H48N3O7P,％:C 70.30；H 6.16；N 5.35计算；发现，％：C 70.14；H 6.29；N 5.56。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.64(d,J＝2.2Hz,2H)，7.46(d,J＝8.7Hz,2H)，7.11(dd,J＝8.7,2.2Hz,2H)，6.86–6.74(m,16H)，4.56–4.44(m,2H)，3.92(p,J＝7.2Hz,4H)，3.67(s,12H)，2.33–2.20(m,2H)，1.12(t,J＝7.0Hz,6H)。
13C NMR(101MHz,DMSO)δ154.16，142.08，140.25，136.67，124.39，123.67，122.90，116.94，114.60，110.28，61.20，61.14，55.15，28.62，16.13，16.07。
(2-{3,6-双[双(4-甲氧基苯基)氨基]-9H-咔唑-9-基}乙基)膦酸(V1036)
将化合物3(0.4g，0.51mmol)在氩气下溶解在干燥的1,4-二恶烷(15ml)中。然后逐滴添加溴代三甲基硅烷(0.67ml，5.08mmol)。将反应在氩气气氛下在25℃下保持24h。然后，在降低的压力下蒸馏溶剂，固态残余物溶解在甲醇(10ml)中，并逐滴添加蒸馏水(10ml)，直到溶液变得不透明，然后搅拌15h。将产物滤出并用水洗涤，以便得到0.321g(86％)的绿色粉末—化合物V1036。
以分析的方式对C42H40N3O7P，％:C 69.13；H 5.52；N 5.76计算；发现，％：C 68.89；H 5.38；N 5.53。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.64(s,2H)，7.42(d,J＝8.8Hz,2H)，7.11(d,J＝8.6Hz,2H)，6.87–6.74(m,16H)，4.50–4.44(m,2H)，3.67(s,12H)，2.11–1.96(m,2H)。
13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ154.16；142.09；140.22；136.66；124.60；123.66；122.88；117.15；114.63；110.01；66.36；55.16。
在本发明范围内的第一附加化合物的合成路线：
四乙基-[(2,7-二溴9H-芴-9,9-二基)二(乙烷-2,1-二基)]双(膦酸酯)(4)
将2,7-二溴芴(1g，3.08mmol)溶解在1,4-二恶烷(30mL)中，逐滴加入2-溴乙基膦酸二乙酯(1.55mL，9.25mmol)，并且每10min加入三份叔丁醇钠(1.18g，12.34mmol)。将反应混合物搅拌3h，其中每1h将温度升高20℃(从30℃升至70℃)。在反应完成后(TLC丙酮:正己烷，7:18，v:v)，借助乙醚萃取。有机层经由无水Na2SO4干燥，并在减小的压力下蒸馏溶剂。未纯化的产物利用丙酮:正己烷，7:18，v:v作为洗脱剂通过柱色谱法纯化，以便得到1.25g(62％)的白色结晶材料—化合物4。
以分析的方式对C25H34Br2O6P2，％:C 46.03；H 5.25计算；发现，％：C 45.87；H5.12。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.53(s,2H)；7.52(d,J＝1.6Hz,2H)；7.46(d,J＝1.3Hz,2H)；4.08–3.87(m,8H)；2.32–2.20(m,4H)；1.26(t,J＝7.1Hz,12H)；1.02–0.88(m,4H)。
13C NMR(175MHz,CDCl3)δ138.64；129.24；123.70；123.35；112.49；110.29；61.99；61.95；37.24；37.24；25.59；24.80；16.36；16.33。
四乙基-[{2,7-双[双(4-甲氧基苯基)氨基]-9H-芴-9,9-二基}二(乙烷-2,1-二基)]双(膦酸酯)(5)
将化合物4(1g，1.53mmol)和4,4’-二甲氧基二苯胺(1.05g，4.59mmol)在无水甲苯(50mL)中的溶液用氩气冲净20min。之后，添加乙酸钯(II)(0.10g，0.46mmol)、四氟硼酸三叔丁基膦(0.28g，0.95mmol)和叔丁醇钠(0.44g，4.59mmol)，并且将溶液在回流下在氩气气氛下加热6h。反应结束后(TLC，丙酮:正己烷，2:3，v:v)，将反应混合物通过硅藻土过滤。在降低的压力下移除溶剂，并将未纯化的产物通过柱色谱法利用丙酮:正己烷，7:18，v:v作为洗脱剂纯化，以便得到0.9g(62％)黄色固态物质—化合物5。
以分析的方式对C53H62N2O10P2，％:C 67.08；H 6.58；N 2.95计算；发现，％：C67.31；H 7.09；N 2.79。
1H NMR(700MHz,CDCl3)δ7.30(dd,J＝16.8,9.4Hz,2H)；7.26(s,1H)；7.24–6.71(m,19H)；3.96(p,J＝7.2Hz,8H)；3.80(s,J＝14.1Hz,12H)；1.99(dd,J＝16.6,7.2Hz,4H)；1.25(t,J＝7.1Hz,12H)；1.13–1.05(m,4H)。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ155.85；146.59；141.60；141.04；127.85；126.38；122.47；120.62；119.17；114.76；61.44；61.41；61.37；55.48；54.85；54.75；54.64；32.23；32.21；29.70；20.84；20.04；16.45；16.41。
[{2,7-双[双(4-甲氧基苯基)氨基]-9H-芴-9,9-二基}二(乙烷-2,1-二基)]双(膦酸)(6)
将化合物5(0.88g，0.93mmol)在氩气下溶解在干燥的1,4-二恶烷(20mL)中。然后逐滴添加溴代三甲基硅烷(1.96ml，14.88mmol)。将反应在氩气气氛下在25℃下保持20h。然后，在降低的压力下蒸馏溶剂，固态残余物溶解在甲醇(10ml)中，并逐滴添加蒸馏水(20mL)，直到溶液变得不透明，然后搅拌3h。将产物滤出并用水洗涤，以便得到0.230g(80％)的红色粉末—化合物6。
以分析的方式对C45H46N2O10P2，％:C 64.59；H 5.54；N 3.35计算；发现，％：C64.56；H 5.67；N 3.48。
1H NMR(400MHz,d8-THF)δ7.34(d,J＝8.3Hz,2H)；7.19(d,J＝1.2Hz,2H)；7.02(d,J＝8.9Hz,8H)；6.80(d,J＝8.9Hz,8H)；6.74(dd,J＝8.2,1.7Hz,2H)；3.71(s,J＝11.7Hz,12H)；2.09(d,J＝7.5Hz,4H)；0.99–0.85(m,4H)。
13C NMR(100MHz,d8-THF)δ155.78；148.68；147.61；141.09；134.71；125.67；120.66；118.88；115.96；114.59；54.65，31.70；28.37。
在本发明范围内的第二附加化合物V1193的合成路线
9-(2-溴乙基)-3,6-二甲氧基-9H-咔唑(7)
将3,6-二甲氧基咔唑(0.534g，2.35mmol)溶解在1,2-二溴乙烷(8ml)和四丁基溴化铵(0.08g，0.25mmol)的水溶液(6.9ml)中，其中添加50％的KOH水溶液。将该溶液在70℃下搅拌20h直至结束(TLC，丙酮:正己烷，3:22，v:v)。在反应完成后，用乙酸乙酯萃取。所获得的有机层经由无水Na2SO4干燥，在减小的减压下蒸馏溶剂。如此获得的粗产物利用丙酮:正己烷，1:49，v:v作为洗脱剂借助于柱色谱法纯化。获得0.352g(60％)的白色结晶材料——化合物7。
以分析的方式对C16H16O2NBr，％:C 57.50；H 4.83；N 4.19计算；发现，％：C 57.39；H 4.86；N 4.15。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.51(d,J＝2.5Hz,2H)，7.29(d,J＝8.8Hz,2H)，7.10(dd,J＝8.8,2.5Hz,2H)，4.62(t,J＝7.5Hz,2H)，3.93(s,6H)，3.62(t,J＝7.5Hz,2H)。
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ153.85，135.65，123.39，115.30，109.41，103.45，56.27，45.07，28.55
二乙基[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸酯(8)
将化合10(0.316g，0.95mmol)溶解在亚磷酸三乙酯(2.7ml)中，并在回流下加热18h。在反应结束后(TLC，丙酮:正己烷，1:4，v:v)，在减小的压力下蒸馏溶剂。将粗产物又借助于柱色谱法用丙酮:正己烷，1:1，v:v作为洗脱剂纯化，并且得到0.353g(95％)澄清液体——化合物8。
以分析的方式对C20H26NO5P，％:C 61.37；H 6.70；N 3.58计算；发现，％：C 61.32；H6.73；N 3.55。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.52(d,J＝2.5Hz,2H)，7.30(d,J＝8.8Hz,2H)，7.10(dd,J＝8.8,2.5Hz,2H)，4.60–4.49(m,2H)，4.09–4.03(m,4H)，3.93(s,6H)，2.29–2.15(m,2H)，1.28(t,J＝7.1Hz,6H)。
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ153.67，135.46，123.37，115.20，109.49，103.46，62.02，61.96，56.28，37.31，26.15，24.79，16.56，16.50。
2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸(V1193)
在氩气气氛下，将化合物11(0.335g，0.86mmol)溶解在无水1,4-二恶烷(25ml)中。然后，滴加溴代三甲基硅烷(1.12ml)。将反应在氩气气氛下在25℃下保持24h。然后，将溶液在减小的压力下蒸馏，并且将固体残余物溶解在甲醇(15ml)中，并滴加蒸馏水(30ml)，直到溶液变得不透明，并搅拌15h。滤出产物并用水洗涤，由此得到0.230g(80％)的米色固体—V1193。
以分析的方式对C16H18NO5P，％:C 57.32；H 5.41；N 4.18计算，发现，％：C 57.19；H5.53；N 4.11。
1H NMR(400MHz,MeOD)δ7.57(d,J＝2.5Hz,2H)，7.34(d,J＝8.8Hz,2H)，7.05(dd,J＝8.8，2.5Hz，2H)，4.58–4.48(m,2H)，3.87(s,6H)，2.20–2.06(m,2H)。
13C NMR(101MHz,MeOD)δ154.97，136.71，124.61，116.03，110.37，104.29，62.39，56.46，38.47。
在本发明范围内，第三附加化合物V1194的合成路线从V1193的合成路线(见上文)中得出，不同之处在于：使用9H-咔唑代替3,6-二甲氧基咔唑。
期望的产物的优选的示例能够如下表达：
其中，HTF是空穴传输的片段，L—连接片段，A—锚定基，n＝1至2
A-膦酸、磷酸、硫酸、磺酸、羧酸、硅氧烷等
R’-氢，C1至C9烷基基
L—C1-C9-亚烷基，C4-C20-亚芳基，C4-C20-杂亚芳基，C4-C20-烷基亚芳基，C4-C20-杂烷基亚芳基，其中，杂原子选自O、N、S、Se、Si，其中，亚烷基，亚芳基，杂亚芳基，烷基亚芳基，杂烷基亚芳基，如果它们包括三个或更多个碳原子，则可以是直链、支链或环状的，
例如：
HTF:
R：
氢
X-卤素(F，Cl，Br，I)
R”’：氢，烷基(C1至C12)
R”：氢，烷基，烷氧基(-CH3；-OCH3)
通过将借助UV臭氧处理的ITO基底浸入溶于异丙醇的1mM膦酸分子溶液中20h，然后在100℃下回火1h并且随后用异丙醇和氯苯洗涤，形成V1036以及混合的V1036和正丁基膦酸(C4)SAM。为了排除空气中氧气的任何可能的负面作用，所有方法均在填充氮气的手套箱中执行。
将溶液中的V1193旋涂到ITO基底上，并且然后在100℃下回火10分钟。在这种情况下，洗涤是可选的。V1193显示出对于V1036改进的特性，如也可从10中得出。
在图10中，“三重阳离子”钙钛矿吸收体(Cs5(MA17FA83Pb(I83Br17)3)95)的效率特征值以％表示(▲，关于左外纵坐标的值，具有误差条)，准费米能级分裂(QFLS)以eV表示(●，关于左内纵坐标的值)，开路电压VOC以伏特表示(★，同样关于左内纵坐标的值，具有误差条)和光照发光寿命以μs表示(条，关于右纵坐标的值)将根据不同的根据本发明的HTM-SAM、V1036、V1193、V1194绘制，并且为了比较也在图表中与PTAA对照。数据源自组分分析。在照射强度等价于太阳(AM1.5g标准)的情况下确定所测量的特征值。条显示最大测量的光照发光寿命。弧形实线之间的面积表示测量到的最大和最小的QFLS值(来自3个V1036样本，8个V1193样本和9个V1194样本)。开路电压VOC和效率的误差条表示38个V1036单池、56个PTAA单池、42个V1193单池和40个V1194单池的测量的标准偏差。可识别出效率、VOC、光照发光(PL)寿命和QFLS之间的明显的关联。SAM V1193和V1194在PL寿命、QFLS和组分表现方面都超过PTAA，所述PTAA是高效倒置钙钛矿太阳能电池的当前标准。V1036的值接近PTAA的值。虚线表示玻璃上的PL寿命作为基准。有利地且未包括在图中的是：根据本发明的HTM-SAM相对于PTAA具有更高的成本效益。
在本文中，首次详细说明了可使用在具有p-i-n架构的PSC组分中的空穴传输的SAM，其中所述空穴传输的SAM具有近似18％和更高的总效率。另外，由于与基底层的(共价)稠合，通过所述SAM形成的层能够耐受钙钛矿加工并且能够保形地覆盖任何纹理化的氧化物表面。这使得所述分子非常适合将钙钛矿/硅太阳能电池直接集成在结构化硅晶片上。
附加地，基于上述片段能够将新型的HTM扩展为用于基于基底的钙钛矿成核和钝化控制的模型系统。
根据PerTPV项目的763977号拨款协议，通过Horizont 2020年欧盟资助计划对该项目的研究工作提供了资金支持。
缩写列表
PCE power conversion efficiency 功率转换效率
PSC perovskite solar cell 钙钛矿太阳能电池
TCO transparent conductive oxide 透明导电氧化物
HTM hole transporting material 空穴传输材料
FF fill factor 填充系数
VOC open-circuit voltage 开路电压
ITO indium tin oxide 氧化铟锡
SAM self assembling monolayer 自组织单层
HTF hole transporting fragment 空穴传输片段
FM filler molecule 填充分子
THF tetrahydrofuran 四氢呋喃
PTAA Poly(triaryl amine) 聚三芳基胺
EQE external quantum efficiency 外部量子效率
FTIR Fourier-transform infrared 傅里叶变换红外
Spectroscopy 光谱
VSFG Vibrational sum-frequency 振荡和频光谱
generation
BCP bathocuproine 浴铜灵
TLC Thin layer chomatography 薄层色谱法
Claims (8)
1.一种化合物，其由至少一种式(I)的分子与填充分子FM混合而成，
其中，L为连接片段，A为锚定基，并且HTF为选自下式II或III之一的空穴传输片段，
多环Z-D-Z, (II)，
其中Z和D是碳环的或Z或D中的至少一个包含选自N、S、O、Si的杂原子，Z是C5-或C6-取代或未取代的芳基，D是N或是C5-或C6-环基，其中，环基D的两个相邻碳原子各自稠合至两个芳基Z之一，并且环基D的另两个相邻碳原子各自稠合至另一个芳基Z，从而形成三环十一烷、三环十三烷或三环十四烷衍生物；或者
其中，R是取代基，
FM是至少一种分子，所述分子由锚定基，具有N个碳原子的烷基链以及甲基、卤素、氨基、溴、铵和硫官能团中的至少一个官能团组成，其中，N是1至18，
其中，x是0.02至1，并且y等于1-x。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，D是C5或C6杂芳基，其中，杂原子是N、Si、S和/或O。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，空穴传输片段HTF选自式IV至XIV之一
4.根据权利要求1所述的化合物，其中x＝1并且y＝0，A是膦酸基，L是C2，所述HTF选自式(II)，其中，D是N并且Z是C6-芳环基，所述C6-芳环基被甲氧基取代。
5.根据权利要求1所述的化合物，其中x＝1并且y＝0，A是膦酸基，L是C2，所述HTF选自式(II)，其中，D是N并且Z是C6-芳环基。
6.一种在TCO基底上形成自组织单层的方法，所述TCO基底用于在倒置结构中的钙钛矿太阳能电池，其中，所述方法包括以下步骤：
·提供涂有氧化层的基底
·用符合以下要求的化合物涂覆基底：通过将基底浸入包含溶剂和化合物的溶液中或将溶液中的化合物旋涂到基底上，
其中，L为连接片段，A为锚定基，并且HTF为选自以下式II或III之一的空穴传输片段，
多环Z-D-Z, (II),
其中Z和D是碳环的或Z或D中的至少一个包含选自N、S、O、Si的杂原子，Z是C5-或C6-取代或未取代的芳基，D是N或是C5-或C6-环基，其中，环基D的两个相邻碳原子各自稠合至两个芳基Z之一，并且环基D的另两个相邻碳原子各自稠合至另一个芳基Z，从而形成三环十一烷、三环十三烷或三环十四烷衍生物；或者
其中，R是取代基，
FM是至少一种分子，所述分子由锚定基，具有N个碳原子的烷基链以及甲基、卤素、氨基、溴、铵和硫官能团中的至少一个官能团组成，其中，N是1至18，
其中，x是0.02至1，并且y等于1-x。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过离心涂覆将所述化合物进行旋涂。
8.根据权利要求6或7中之一所述的方法，其中
·然后对所述基底进行热回火和/或洗涤。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18000405 | 2018-04-25 | ||
| EP18000405.3 | 2018-04-25 | ||
| DE102018115379.1A DE102018115379B3 (de) | 2018-04-25 | 2018-06-26 | Verbindung und Verfahren zur Bildung von selbstorganisierten Monolagen auf TCO-Substraten zur Verwendung in Perowskit-Solarzellen in invertierter Architektur |
| DE102018115379.1 | 2018-06-26 | ||
| PCT/EP2019/060586 WO2019207029A1 (de) | 2018-04-25 | 2019-04-25 | Lochleitende selbstorganisierte monolage für perowskit-solarzellen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112469727A true CN112469727A (zh) | 2021-03-09 |
Family
ID=62222368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201980042620.2A Pending CN112469727A (zh) | 2018-04-25 | 2019-04-25 | 用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输的自组织的单层 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210234101A1 (zh) |
| EP (1) | EP3784678A1 (zh) |
| JP (1) | JP2021522681A (zh) |
| CN (1) | CN112469727A (zh) |
| DE (1) | DE102018115379B3 (zh) |
| WO (1) | WO2019207029A1 (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113161452A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-23 | 湖北大学 | 一种钙钛矿薄膜、钙钛矿led器件及其制备方法 |
| CN115819457A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-21 | 厦门大学 | 一种含膦酸与甲硫基的咔唑类有机小分子空穴传输材料及其制备方法和应用 |
| WO2023082730A1 (zh) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | 电子科技大学 | 一种钙钛矿类型的太阳能电池及其制备方法 |
| CN116669449A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备 |
| WO2023226000A1 (zh) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 有机化合物及其应用、钝化膜、太阳能电池及用电装置 |
| WO2024098339A1 (zh) * | 2022-11-10 | 2024-05-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 聚合物、钙钛矿太阳能电池、光伏组件和用电装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019116851B3 (de) * | 2019-06-21 | 2020-11-05 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Perowskit-Mehrfachsolarzelle mit Multischichtsystem als Verbindungsschicht |
| WO2021210096A1 (ja) * | 2020-04-15 | 2021-10-21 | シャープ株式会社 | 発光素子 |
| US20240206328A1 (en) * | 2021-03-30 | 2024-06-20 | Hodogaya Chemical Co., Ltd. | Compound having sulfonate group and photoelectric conversion element using same |
| FR3131083A1 (fr) | 2021-12-16 | 2023-06-23 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Cellule photovoltaïque a contacts passives et a revêtement antireflet |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006131873A2 (en) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | High Power Lithium S.A. | Lithium rechargeable electrochemical cell |
| KR101458691B1 (ko) * | 2013-02-28 | 2014-11-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 고-일함수 및 고-전도도 하이브리드 전도성 박막을 포함한 유기 태양 전지 |
| US20160181541A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Gwangju Institute Of Science And Technology | P-doped conjugated small molecular electrolyte and organic electronic devices using the same |
| CN107163078A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-09-15 | 清华大学 | 有机膦酸类化合物的应用和钙钛矿太阳能电池薄膜及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8405069B2 (en) * | 2006-11-10 | 2013-03-26 | Georgia Tech Research Corporation | Printable thin-film transistors with high dielectric constant gate insulators and methods for producing same |
| WO2013061720A1 (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-02 | 大日本印刷株式会社 | 正孔注入輸送層用材料、正孔注入輸送層形成用インク、デバイス、及びこれらの製造方法 |
| WO2015089027A1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solvent-resistant hole transport layers |
| WO2016080226A1 (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 日産化学工業株式会社 | 架橋反応性シリコン含有膜形成組成物 |
| JP6382781B2 (ja) * | 2015-09-15 | 2018-08-29 | 株式会社東芝 | 半導体素子の製造方法および製造装置 |
-
2018
- 2018-06-26 DE DE102018115379.1A patent/DE102018115379B3/de active Active
-
2019
- 2019-04-25 US US17/256,052 patent/US20210234101A1/en active Pending
- 2019-04-25 JP JP2020560151A patent/JP2021522681A/ja active Pending
- 2019-04-25 WO PCT/EP2019/060586 patent/WO2019207029A1/de unknown
- 2019-04-25 CN CN201980042620.2A patent/CN112469727A/zh active Pending
- 2019-04-25 EP EP19720824.2A patent/EP3784678A1/de active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006131873A2 (en) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | High Power Lithium S.A. | Lithium rechargeable electrochemical cell |
| KR101458691B1 (ko) * | 2013-02-28 | 2014-11-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 고-일함수 및 고-전도도 하이브리드 전도성 박막을 포함한 유기 태양 전지 |
| US20160181541A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Gwangju Institute Of Science And Technology | P-doped conjugated small molecular electrolyte and organic electronic devices using the same |
| CN107163078A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-09-15 | 清华大学 | 有机膦酸类化合物的应用和钙钛矿太阳能电池薄膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113161452A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-23 | 湖北大学 | 一种钙钛矿薄膜、钙钛矿led器件及其制备方法 |
| WO2023082730A1 (zh) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | 电子科技大学 | 一种钙钛矿类型的太阳能电池及其制备方法 |
| WO2023226000A1 (zh) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 有机化合物及其应用、钝化膜、太阳能电池及用电装置 |
| WO2024098339A1 (zh) * | 2022-11-10 | 2024-05-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 聚合物、钙钛矿太阳能电池、光伏组件和用电装置 |
| CN115819457A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-21 | 厦门大学 | 一种含膦酸与甲硫基的咔唑类有机小分子空穴传输材料及其制备方法和应用 |
| CN116669449A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021522681A (ja) | 2021-08-30 |
| DE102018115379B3 (de) | 2019-10-10 |
| WO2019207029A1 (de) | 2019-10-31 |
| US20210234101A1 (en) | 2021-07-29 |
| EP3784678A1 (de) | 2021-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112469727A (zh) | 用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输的自组织的单层 | |
| Li et al. | Insertion of double bond π-bridges of A–D–A acceptors for high performance near-infrared polymer solar cells | |
| AU708210B2 (en) | Photovoltaic cell | |
| He et al. | Impact of dye end groups on acceptor–donor–acceptor type molecules for solution-processed photovoltaic cells | |
| Xia et al. | A spiro-bifluorene based 3D electron acceptor with dicyanovinylene substitution for solution-processed non-fullerene organic solar cells | |
| Kozlov et al. | On the development of a new approach to the design of lanthanide-based materials for solution-processed OLEDs | |
| Zhang et al. | Star-shaped carbazole-based BODIPY derivatives with improved hole transportation and near-infrared absorption for small-molecule organic solar cells with high open-circuit voltages | |
| Aksoy et al. | Solution-processable BODIPY decorated triazine photodiodes and their comprehensive photophysical evaluation | |
| Li et al. | Simple and robust phenoxazine phosphonic acid molecules as self-assembled hole selective contacts for high-performance inverted perovskite solar cells | |
| Wu et al. | Simple and low-cost thiophene and benzene-conjugated triaryamines as hole-transporting materials for perovskite solar cells | |
| US11447639B2 (en) | Composition, photoelectric conversion element, and imaging device | |
| Zhao et al. | Highly stable and efficient α-phase FA-based perovskite solar cells prepared in ambient air by strategically enhancing the interaction between ions in crystal lattices | |
| Hwang et al. | Fabrication of Water‐Repellent Platinum (II) Complex‐Based Photon Downshifting Layers for Perovskite Solar Cells by Ultrasonic Spray Deposition | |
| CN113979969B (zh) | 有机空穴传输材料及其制备方法和应用、钙钛矿太阳能电池 | |
| CN116144021A (zh) | 含膦、氮杂环阳离子的紫罗烯聚合物及其制备方法、阴极界面层材料和有机太阳能电池 | |
| JP2023072638A (ja) | シクロブタンベースの正孔輸送材料を含む光起電デバイス | |
| Rajendran et al. | Design and synthesis of multifaceted dicyanomethylene rhodanine linked thiophene: a SnO x–perovskite dual interface modifier facilitating enhanced device performance through improved Fermi level alignment, defect passivation and reduced energy loss | |
| Agarwal et al. | Direct connection of an amine to oligothiophene to generate push-pull chromophores for organic photovoltaic applications | |
| CN110167911B (zh) | 用于光电子和光电化学器件的含烯胺基团的空穴传输有机分子 | |
| EP3052502B1 (en) | Photovoltaic conversion element and photovoltaic cell | |
| EP4383990A1 (en) | Materials for optoelectronic applications | |
| JP2019137654A (ja) | 組成物、近赤外光電変換素子および撮像装置 | |
| TWI842903B (zh) | 芳基胺化合物以及其利用 | |
| WO2019188118A1 (ja) | 組成物、光電変換素子および撮像装置 | |
| JP7206124B2 (ja) | スクアリリウム誘導体、その製造法、有機薄膜及び光電変換素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |