WO2025200959A1 - 有机化合物、太阳能电池、光伏组件、光伏系统、用电装置及发电装置 - Google Patents

有机化合物、太阳能电池、光伏组件、光伏系统、用电装置及发电装置

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WO2025200959A1
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solar cell
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梁伟风
刘硕
安心怡
尹昭怡
杨晨熠
孟轲
陈俊超
郭永胜
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Contemporary Amperex Future Energy Research Institute Shanghai Ltd
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Contemporary Amperex Future Energy Research Institute Shanghai Ltd
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the organic compound includes at least one of the compounds represented by Formula (SAM1) to Formula (SAM9) and the oxygen-containing acid salts of the compounds represented by Formula (SAM1) to Formula (SAM9):
  • the solar cell satisfies one or more of conditions (1) to (3):
  • the solar cell includes a stacked perovskite layer and a hole transport layer; at least one of the perovskite layer and the hole transport layer includes the organic compound;
  • the solar cell includes a stacked perovskite layer and a hole transport layer, and a passivation layer provided on at least one side of the hole transport layer; at least one of the perovskite layer, the hole transport layer, and the passivation layer includes the organic compound.
  • the solar cell includes a stacked perovskite layer and a hole transport layer, and a passivation layer provided on at least one side surface of the hole transport layer, the passivation layer includes the organic compound, and the mass proportion of the organic compound in the passivation layer is K2, 0 ⁇ K2 ⁇ 100%.
  • the perovskite layer includes the organic compound, and the mass proportion of the organic compound in the perovskite layer is K3, 0.01% ⁇ K3 ⁇ 0.5%.
  • an electrical device comprising at least one of the solar cell of the third aspect and the photovoltaic assembly of the fourth aspect.
  • the present application further provides a power generation device comprising at least one of the solar cell of the third aspect and the photovoltaic module of the fourth aspect.
  • FIG1 is a schematic diagram of a solar cell according to one embodiment of the present application.
  • references herein to "embodiments” mean that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiments may be included in at least one embodiment of the present application.
  • the appearance of this phrase in various places in the specification does not necessarily refer to the same embodiment, nor does it constitute an independent or alternative embodiment that is mutually exclusive of other embodiments. It is understood, both explicitly and implicitly, by those skilled in the art that the embodiments described herein may be combined with other embodiments.
  • alkane group refers to a group formed when an alkane loses one hydrogen, such as methane losing one hydrogen to form a methyl group
  • alkane dialkylene or alkylene group refers to a group formed when an alkane loses two hydrogens, such as methane losing two hydrogens to form a methylene group.
  • chain alkane group refers to a group formed by losing one hydrogen atom in an alkane in which the carbon atoms are connected by single carbon-carbon bonds and do not form a ring, and the remaining valence bonds are bonded to hydrogen, including straight-chain alkane groups and branched-chain alkane groups.
  • ring atoms refers to the number of atoms bonded to form a ring. When a ring is substituted with a substituent, the atoms contained in the substituent are not included in the ring atoms.
  • ring atoms used below applies unless otherwise specified. For example, a benzene ring has 6 ring atoms, a naphthalene ring has 10 ring atoms, and a thiophene ring has 5 ring atoms.
  • Heteroaromatic refers to a group in which at least one ring atom is a heteroatom and has aromatic properties. Heteroatoms include, but are not limited to, N, P, O, and S.
  • the single bond to which the substituent is connected runs through the corresponding ring, indicating that the substituent can be connected to the optionally substituted position of the ring, for example
  • the connection site of the group with other groups can be any substitutable site on the group; further, when the same substituent R appears multiple times on the same group, it can be independently selected from different groups, for example There are 6 substitutable sites on the naphthalene ring, that is, j can be 6, and each R can be the same or different. When R is H, it means that there is no substituent, and in this case it is naphthalene.
  • an organic compound is provided.
  • the organic compound is shown in formula (1):
  • m1 to m4 are each independently selected from any integer from 0 to 5, and at least one of m1 to m4 is not 0, each Q1 is independently selected from H or *——( L2 ) n2 -A, each A is independently selected from H or an oxoacid group, and at least one Q1 is selected from *——( L2 ) n2 -A, and at least one A is selected from an oxoacid group.
  • Y 1 to Y 6 are each independently selected from -C(R 10 R 11 )-, -NR 12 -, -O-, -Si(R 13 R 14 )-, -PR 15 -, -S-, -As-, -Se-, -C( ⁇ O)-, -C( ⁇ S)-, -C( ⁇ NR 16 )-, or -C( ⁇ CR 17 R 18 )-.
  • Each of Z 1 to Z 8 is independently selected from CR 19 or N.
  • R 1 to R 19 are each independently selected from any one of hydrogen, halogen, -OR a , -OCOR b , -NHCOR c , -N(R d ) 2 , -SR e , -P(R f ) 2 , and R g .
  • R a to R g are each independently selected from a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 15 ring atoms, a substituted or unsubstituted heteroaromatic group having 5 to 15 ring atoms, and a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • n1 to n2 are each independently selected from any integer from 1 to 10.
  • the organic compound is an oxoacid salt of the compound represented by formula (1).
  • the above-mentioned organic compound can improve the photoelectric conversion efficiency and stability of the solar cell.
  • the end group structure is adjusted to form a parent core structure of the end group by connecting two diphenylamine groups via a specific linking group L1. This makes the energy level of the molecular film formed after self-assembly of the organic compound more compatible with the perovskite layer.
  • the parent core structure is introduced with an oxygen-containing acid radical A that can bind to metal ions such as trivalent nickel or anchor the hole transport layer.
  • the oxygen-containing acid radical A can also interact with the A-site cation in the perovskite through hydrogen bonding.
  • the organic compound When the organic compound is doped into the perovskite layer, it can also play a role in passivating the perovskite material.
  • the organic compound When used to prepare solar cells, the organic compound can improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.
  • L1 in the structural part or L2 in *——( L2 ) n2 -A can be a single or multiple repeated connections, that is, when n1 or n2 takes a value greater than or equal to 2, L1 or L2 is a multiple repeated connection.
  • the selected structure of L1 or L2 each time it appears can be the same or different, and the combination is connected by forming a single bond.
  • Y 5 + " is a group formed when Y 5 loses an electron.
  • Z 7 - is a group formed when Z 7 gains an electron.
  • R 1 to R 19 are independently selected from any one of hydrogen, halogen, -OR a , -N(R d ) 2 , and R g .
  • R 1 -R 19 are independently selected from any one of hydrogen, halogen, alkyl with 1 to 5 carbon atoms or alkyl with 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, aromatic group with 6 to 10 ring atoms, and heteroaromatic group with 5 to 10 ring atoms.
  • R1 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 1 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R2 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 2 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 3 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 3 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R4 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 5 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 5 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R6 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 6 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R7 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 7 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 8 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 9 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 9 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 10 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 10 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 11 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 11 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 12 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 12 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 13 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 13 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 14 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 14 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 15 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 15 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 16 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 16 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 17 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 18 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 18 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • R 19 is selected from any one of H, F, Cl, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted by halogen, an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, and a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms.
  • R 19 is selected from H, F, Cl, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted by halogen, phenyl, furyl, thienyl, or pyrrolyl.
  • Ra to Rg are independently selected from any one of an aromatic group having 6 to 10 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 10 ring atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Ra is selected from any one of an aromatic group having 6 to 7 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 7 ring atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • Ra is selected from any one of phenyl, furyl, thienyl, pyrrolyl, and a chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R b is selected from any one of an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R b is selected from any one of an aromatic group having 6 to 7 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 7 ring atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R b is selected from any one of phenyl, furyl, thienyl, pyrrolyl, or a chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R c is selected from any one of an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R c is selected from any one of an aromatic group having 6 to 7 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 7 ring atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R c is selected from any one of phenyl, furyl, thienyl, pyrrolyl, or a chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R d is selected from any one of phenyl, furyl, thienyl, pyrrolyl, or a chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • Rg is selected from any one of an aromatic group having 6 to 8 ring atoms, a heteroaromatic group having 5 to 8 ring atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • each *-(L 2 )n 2 -A is independently selected from any one of the following groups:
  • each *-(L 2 )n 2 -A is independently selected from any one of the following groups:
  • L 11 is selected from an alkane subunit having 1 to 3 carbon atoms
  • L 12 to L 14 are each independently selected from a single bond or an alkane subunit having 1 to 3 carbon atoms.
  • the oxygen-containing acid group is selected from any one of a phosphonic acid group, a hypophosphorous acid group, a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a sulfinic acid group, a boric acid group, or a silicic acid group.
  • the oxyacid salt of the compound represented by formula (1) comprises an anion and a cation, wherein the anion is formed by at least one alcoholic hydroxyl group in the oxyacid group of the compound represented by formula (1) losing H, and the cation is selected from at least one of a metal ion or NH 4 + .
  • the organic compound includes at least one of the compounds represented by Formula (SAM1) to Formula (SAM9) and the oxygen-containing acid salts of the compounds represented by Formula (SAM1) to Formula (SAM9):
  • the above-mentioned organic compounds can be prepared by referring to commonly used organic synthesis methods in the art.
  • the preparation method thereof is illustrated by taking the compound of formula (SAM1) as an example, which includes the following steps:
  • the Miyaura borylation reaction is carried out in the presence of 1,1′-bis(diphenylphosphinoferrocenepalladium)dichloride (Pd(dppf)Cl 2 ) and a base.
  • Pd(dppf)Cl 2 1,1′-bis(diphenylphosphinoferrocenepalladium)dichloride
  • the base includes at least one of potassium carbonate, sodium carbonate, and potassium acetate.
  • the first substitution reaction is carried out in the presence of potassium carbonate (K 2 CO 3 ) and tetrakis(triphenylphosphine)palladium.
  • the first substitution reaction is carried out at a temperature of 100 degrees Celsius (° C.) to 145° C., and for a time of 15 hours to 50 hours.
  • the hydrolysis reaction is carried out under the action of a base.
  • the base comprises at least one of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and potassium carbonate; further, the base is added in the form of an aqueous solution.
  • the hydrolysis reaction is carried out in tetrahydrofuran.
  • One embodiment of the present invention provides the use of the above-mentioned organic compound as a passivation material or a hole transport material.
  • One embodiment of the present invention provides a solar cell comprising the above-mentioned organic compound.
  • the above organic compounds can be used as passivation materials and hole transport materials, and can improve the photoelectric conversion efficiency of solar cells.
  • At least one of the perovskite layer, the hole transport layer, and the passivation layer comprises an organic compound.
  • the solar cell comprises a perovskite layer, a hole transport layer and a passivation layer arranged in a stacked manner; or
  • the solar cell comprises a perovskite layer, a passivation layer and a hole transport layer arranged in a stacked manner; or
  • the solar cell includes a perovskite layer, a passivation layer, a hole transport layer and a passivation layer that are stacked.
  • the above-mentioned organic compounds can be doped in the perovskite layer to play a passivation role, and can play both a hole transport role and a passivation role in the hole transport layer or in the passivation layer.
  • the solar cell includes a stacked perovskite layer and a hole transport layer
  • the hole transport layer includes an organic compound
  • the mass proportion of the organic compound in the hole transport layer is K1, 0 ⁇ K1 ⁇ 100%.
  • K1 may be 1 wt% to 100 wt%, for example, 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 50 wt%, 60 wt%, 70 wt%, 80 wt%, 90 wt% or 100 wt%.
  • the mass proportion of the above-mentioned organic compound in the hole transport layer refers to the mass percentage of the organic compound contained in the hole transport layer, that is, the percentage of the mass of the organic compound contained in the hole transport layer to the total mass of the hole transport layer.
  • the hole transport layer may be composed of a single organic compound as described above, or it may be composed of multiple components, including the aforementioned organic compounds and other hole transport materials commonly used in the art.
  • the aforementioned organic compounds and other hole transport materials commonly used in the art may be mixed and doped in the hole transport layer, or may be formed into separate films and stacked.
  • the film formed with the aforementioned organic compounds effectively also serves as a passivation layer.
  • the aforementioned organic compounds are not limited to simultaneously performing both hole transport and passivation functions.
  • hole transport materials commonly used in this field include at least one of organic hole transport materials and inorganic hole transport materials, specifically but not limited to at least one of the following materials and their derivatives: nickel oxide, zinc oxide, molybdenum oxide, 2,2',7,7'-tetrakis(N,N-p-methoxyanilino)-9,9'-spirobifluorene (Spiro-OMeTAD), poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine] (PTAA), [4-(3,6-dimethyl-9H-carbazol-9-yl)butyl]phosphoric acid (Me-4PACz).
  • the hole transport layer includes a first hole transport layer and a second hole transport layer having different compositions and stacked together, and the second hole transport layer includes the organic compound.
  • first hole transport layer can be hole transport materials commonly used in the art, as described above, and will not be repeated here.
  • the composition of the first hole transport layer includes an inorganic hole transport material.
  • the second hole transport layer is closer to the perovskite layer than the first hole transport layer.
  • the above is only an example of the separation test of the first transmission material and the second transmission material.
  • Other physical and chemical methods in the field can also be used.
  • the sample can be tested using a liquid chromatography-mass spectrometer to confirm the types of different components in the sample and their mass ratios. This will not be repeated here.
  • the thickness of the hole transport layer may be 1 nm, 5 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, or a range consisting of any two values.
  • the proportion of the above-mentioned organic compound in the perovskite layer 13 may be 0-0.5%; further, the mass proportion of the above-mentioned organic compound in the perovskite layer may be 0, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5% or a range consisting of any two values.
  • the above is only an example of the test of the ratio relationship of each component in the perovskite layer.
  • Other physical and chemical methods in the field can also be used.
  • the sample can be tested using a liquid chromatography-mass spectrometer to confirm the types of different components in the sample and their mass ratios. I will not go into details here.
  • the hole transport material may contain the above-mentioned organic compound or may use other commonly used hole transport materials in the art, or a mixture of the two.
  • the perovskite layer includes perovskite materials commonly used in the art.
  • the chemical formula of the perovskite material satisfies ABX 3 or A 2 CDX 6 ; wherein A is an inorganic cation or an organic ammonium cation or a mixture of the two, and can be at least one of formamidinium ion (FA), methylammonium ion (MA) and Cs + ; B is an inorganic metal cation, and can be at least one of Pb 2+ ion and Sn 2+ ion; C is a noble metal cation, commonly Ag+; D is a heavy metal or rare metal cation, and can be at least one of bismuth cation Bi 3+ , antimony cation Sb 3+ , and indium cation In 3+ ; X is a halogen element or a halogen-like element, and can be at least one of Cl - , Br - and I - , SCN - , CNO - , OCN - , OS
  • the perovskite layer has a band gap of 1.20 electron volts (eV) to 2.30 eV and a thickness of 200 nm to 1000 nm.
  • the components in the electron transport layer 14 can be electron transport materials commonly used in the art, non-limiting examples of which include: [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PC61BM), [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM), fullerene C60 (C60), fullerene C70 (C70), tin dioxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), etc.
  • PC61BM [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester
  • PC71BM fullerene C60
  • C70 fullerene C70
  • SnO 2 fullerene C70
  • ZnO zinc oxide
  • the solar cell may further include a blocking layer 15 disposed between the electron transport layer 14 and the second electrode 16 .
  • the component of the blocking layer 15 can be a hole blocking material commonly used in the art, non-limiting examples of which include: at least one of BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), 1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene and 4,4'-bis(2,2-diphenylethylene)-1,1'-biphenyl.
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • 1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene 4,4'-bis(2,2-diphenylethylene)-1,1'-biphenyl.
  • the solar cell 10 may be a normal solar cell (n-i-p planar structure) or a transverse solar cell (p-i-n planar structure).
  • the solar cell 10 when the first electrode 11 is a transparent electrode, that is, the first electrode 11 side serves as the light incident side, the solar cell 10 is a transverse solar cell. Conversely, when the second electrode 16 is a transparent electrode, that is, the second electrode side serves as the light incident side, the solar cell 10 is a normal solar cell.
  • the first electrode 11 is a transparent conductive electrode, and the material of the first electrode 11 can be any one of fluorine-doped tin dioxide (FTO), tin-doped indium oxide (ITO), boron-doped zinc oxide (BZO), aluminum zinc oxide (AZO), and IZO.
  • the material of the second electrode 16 may be an electrode material commonly used in the art, including but not limited to the following materials: Ag, Cu, C, Au, Al, ITO, AZO, BZO, IZO, etc.
  • the preparation process of the above-mentioned first electrode, hole transport layer, perovskite layer, electron transport layer, blocking layer and second electrode can adopt the preparation methods commonly used in the art, including solution method and solid deposition method.
  • the solution method includes any one of spin coating, spray coating, blade coating and slit coating
  • the solid deposition method includes any one of vacuum evaporation, sputtering deposition, plasma deposition and atomic layer deposition.
  • One embodiment of the present application further provides a photovoltaic module, which includes the above-mentioned solar cell.
  • the solar cell has high light conversion efficiency and good stability, and can improve the efficiency of photovoltaic modules.
  • the above photovoltaic module includes one or more solar cells, which can be selected according to the specific application scenario; further, the above photovoltaic module includes multiple solar cells, and the multiple solar cells are connected in series or in parallel to form a battery cell.
  • the photovoltaic module further includes a photovoltaic glass layer, an adhesive layer, and a back sheet.
  • Adhesive layers are provided on both surfaces of the cell, a back plate is provided on the surface of one of the adhesive layers away from the cell, and a photovoltaic glass layer is provided on the surface of the other adhesive layer away from the cell.
  • the outer frame can support and protect the entire photovoltaic module.
  • the frame can be made of aluminum alloy with excellent strength and corrosion resistance.
  • Step 1 Preparation of organic compound SAM1, the specific steps are as follows:
  • the product SAM1 was subjected to nuclear magnetic hydrogen spectrum testing, and the test results are as follows:
  • Step 2 Preparation of solar cells.
  • the structure of the solar cell 10 is shown in FIG1 .
  • the specific steps are as follows:
  • hole transport layer The organic compound SAM1 was dissolved in methanol to obtain a self-assembled molecular solution (1 mg/mL). The self-assembled molecular solution was then spin-coated on the surface of the first electrode 11 at a speed of 3000 rpm and annealed to obtain a hole transport layer 12 with a thickness of 5 nm.
  • perovskite layer Preparation of perovskite layer: Weigh lead iodide (726 mg), iodomethane (240 mg), cesium iodide (19 mg), and lead bromide (11 mg) and dissolve them in 1 mL of a DMF:DMSO mixed solvent with a volume ratio of 4:1. Stir for 3 h and filter with a 0.22 ⁇ m organic filter membrane to obtain a perovskite precursor solution. Spin-coat the perovskite precursor solution on the surface of the passivation layer at a speed of 3000 rpm, anneal at 100°C for 30 min, and cool to room temperature to form a perovskite layer 13 with an active substance of the CsFA system and a thickness of 800 nm.
  • the electron transport material PC 61 BM was spin-coated on the surface of the perovskite layer 13 away from the hole transport layer 12 at a speed of 1500 rpm to form an electron transport layer 14 with a thickness of 35 nm.
  • the passivation material BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) was spin-coated on the surface of the electron transport layer 14 away from the perovskite layer 13 at 5000 rpm and annealed at 100° C. for 10 min to form a blocking layer 15 with a thickness of 15 nm.
  • Preparation of the second electrode Place the device obtained in step 5 into a mask, and evaporate 80 nm of copper on the surface of the hole blocking layer in a vacuum evaporation device to form a second electrode, thereby obtaining a complete perovskite solar cell 10.
  • the perovskite solar cell was naturally aged for 10 days in a nitrogen atmosphere at room temperature. During this process, its photoelectric conversion efficiency was tested every 12 hours according to the following steps. The highest efficiency measured was recorded as the optimal efficiency. Please see Table 1 for details.
  • the photoelectric conversion efficiency is determined using the I-V measurement method.
  • the specific steps are as follows:
  • Example 3 is basically the same as Example 1, except that the hole transport layer preparation material compound SAM1 is replaced by compound SAM3.
  • the specific preparation method is as follows:
  • Example 4 is basically the same as Example 1, except that the hole transport layer preparation material compound SAM1 is replaced with compound SAM4.
  • the specific preparation method is as follows:
  • Step (1) Referring to the preparation step (1) of the organic compound SAM1 in Example 1, Compound 1 was replaced with an equal molar amount of Compound 4, and Compound 2 was replaced with Compound 6. After the reaction, Compound 8 was obtained.
  • the synthetic route is as follows:
  • Step (2) Compound 8 (1 mmol) and triethyl phosphite (P(OEt) 3 , 10 mL) were mixed and heated at 160 degrees Celsius for 20 hours under nitrogen protection. The triethyl phosphite was removed by vacuum distillation. The crude product was mixed with tributylsilyl bromide (TMSBr, 1.5 mL) and 1,4-dioxane (20 mL). The mixture was stirred at room temperature for 20 hours under nitrogen protection, and the solvent was removed. Methanol (10 mL) was added and stirred for 12 hours. Deionized water (1 mL) was added to precipitate a solid powder to obtain SAM4.
  • TMSBr tributylsilyl bromide
  • Methanol (10 mL) was added and stirred for 12 hours.
  • Deionized water (1 mL) was added to precipitate a solid powder to obtain SAM4.
  • the synthesis route is as follows:
  • Step (2) Compound 10 (1 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (10 mL), mixed with aqueous sodium hydroxide solution (2 M NaOH, 10 mL), heated at 75°C for 20 h, and then concentrated hydrochloric acid was added dropwise until the pH of the solution was ⁇ 1. The precipitate was collected to obtain SAM5.
  • the synthesis route is as follows:
  • the compound SAM5 was tested by nuclear magnetic hydrogen spectrum, and the results are as follows:
  • Example 6 is basically the same as Example 1, except that the hole transport layer preparation material compound SAM1 is replaced with compound SAM6.
  • the specific preparation method is as follows:
  • Step (1) Referring to the preparation step (1) of the organic compound SAM1 in Example 1, Compound 2 was replaced with an equal molar amount of Compound 11, and the reaction yielded Compound 12.
  • the synthetic route is as follows:
  • Step (2) Compound 12 (1 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (10 mL), mixed with aqueous sodium hydroxide solution (2 M NaOH, 10 mL), heated at 75°C for 20 h, and then concentrated hydrochloric acid was added dropwise until the pH of the solution was ⁇ 1. The precipitate was collected to obtain SAM6.
  • the synthesis route is as follows:
  • Step (1) Compound 13 (CAS: 122-39-4, 2.4 mmol), compound 14 (CAS: 3988-03-2, 1 mmol), tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (Pd 2 (dba) 3 , 0.2 mmol), sodium tert-butoxide (t-BuONa, 10 mmol), tert-butylphosphine (t-Bu 3 P, 0.6 mmol), and toluene (50 mL) were mixed, heated at 110° C. under nitrogen protection for 18 h, and then separated by silica gel chromatography to obtain compound 15.
  • the synthetic route is as follows:
  • Example 8 is basically the same as Example 1, except that the hole transport layer preparation material compound SAM1 is replaced with compound SAM8.
  • the specific preparation method is as follows:
  • Step (1) Compound 15 (1 mmol) and N-bromosuccinimide (NBS, 4 mmol) were dissolved in chloroform (30 mL), reacted in the dark at room temperature for 12 h, washed with water, and extracted with dichloromethane. The oil phase was evaporated under reduced pressure to obtain a light yellow powder, mixed with 1,1'-bis(diphenylphosphinoferrocenepalladium dichloride) (Pd(dppf) Cl2 , 0.4 mmol), potassium acetate (KOAc, 8 mmol), diboronic acid pinacol ester (9.6 mmol), and 1,4-dioxane (50 mL).
  • Step (2) Compound 17 (1 mmol) and triethyl phosphite (P(OEt) 3 , 10 mL) were mixed and heated at 160°C for 20 hours under nitrogen protection. The triethyl phosphite was removed by vacuum distillation. The crude product was mixed with tributylsilyl bromide (TMSBr, 1.5 mL) and 1,4-dioxane (20 mL). The mixture was stirred at room temperature for 20 hours under nitrogen protection, and the solvent was removed. Methanol (10 mL) was added and stirred for 12 hours. Deionized water (1 mL) was then added to precipitate a solid powder to obtain SAM8.
  • TMSBr tributylsilyl bromide
  • Methanol 10 mL
  • Deionized water (1 mL) was then added to precipitate a solid powder to obtain SAM8.
  • the synthesis route is as follows:
  • Example 9 is basically the same as Example 1, except that the hole transport layer preparation material compound SAM1 is replaced with compound SAM9.
  • the specific preparation method is as follows:
  • Step (1) Compound 13 (2.4 mmol), compound 18 (1 mmol), tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (Pd 2 (dba) 3 , 0.2 mmol), sodium tert-butoxide (t-BuONa, 10 mmol), tert-butylphosphine (t-Bu 3 P, 0.6 mmol), and toluene (50 mL) were mixed, heated at 110° C. under nitrogen protection for 18 h, and then separated by silica gel chromatography to obtain compound 19.
  • the synthetic route is as follows:
  • Step (2) Compound 19 (1 mmol) and N-bromosuccinimide (NBS, 4 mmol) were dissolved in chloroform (30 mL), reacted in the dark at room temperature for 12 h, washed with water, and extracted with dichloromethane. The oil phase was evaporated under reduced pressure to obtain a light yellow powder, mixed with 1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocenepalladium dichloride (Pd(dppf) Cl2 , 0.4 mmol), potassium acetate (KOAc, 8 mmol), diboronic acid pinacol ester (9.6 mmol), and 1,4-dioxane (50 mL).
  • Step (3) Compound 20 (1 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (10 mL), mixed with an aqueous sodium hydroxide solution (2 M NaOH, 10 mL), and heated at 75°C for 20 h. Concentrated hydrochloric acid was added dropwise until the solution pH was ⁇ 1. The precipitate was collected to obtain SAM9.
  • the synthesis route is as follows:
  • Example 10 is basically the same as Example 1, except that step 2 of preparing the solar cell is as follows:
  • a methanol solution of nano-nickel oxide (10 mg/mL) was spin-coated at 2000 rpm on the surface of the first electrode 11, and the solvent was annealed to remove the solvent to form a nickel oxide film with a thickness of 30 nm.
  • the above-mentioned organic compound SAM1 was dissolved in methanol to obtain a self-assembled molecular solution (1 mg/mL) after dissolution.
  • the solution was spin-coated at 3000 rpm on the surface of the nickel oxide film and annealed to obtain a self-assembled layer with a thickness of 5 nm to form a hole transport layer.
  • Example 11 is basically the same as Example 1, except that step 2 of preparing the solar cell is as follows:
  • hole transport layer SAM1 and D1 (structure as follows) were mixed in a mass ratio of 1:1 and dissolved in methanol. The mass concentrations of SAM1 and D1 after dissolution were both 0.5 mg/mL. After dissolution, a self-assembled molecular solution (1 mg/mL) was obtained. The self-assembled molecular solution was then spin-coated on the surface of the first electrode 11 at a speed of 3000 rpm and annealed to obtain a hole transport layer 12 with a thickness of 5 nm.
  • test steps are the same as those in Example 1. Please see Table 3 for specific results.
  • Comparative Example 1 is substantially the same as Example 12, except that during the preparation of the hole transport layer, no self-assembled layer is formed, and only a nickel oxide thin film is formed.
  • Comparative Example 3 is basically the same as Example 1, except that the hole transport layer preparation material compound SAM1 is replaced by compound D2.
  • the specific structure is as follows:
  • Examples 10 to 12 show that when the organic compounds of the present application are used to prepare solar cells, they can play a role in both hole transport and passivation. Not only can they be used as a separate raw material to prepare a hole transport layer, but they can also be used in combination with traditional hole transport materials in the field to prepare a hole transport layer.
  • the organic compounds of the present application can be doped and mixed with traditional hole transport materials in the field to prepare a hole transport layer, or they can be formed into separate film layers to form a hole transport layer. Both can play a role in hole transport and passivation at the same time, thereby improving the efficiency of solar cells. For example, separate film layers are formed to form a hole transport layer, and the film layer formed by the organic compound is actually equivalent to a passivation layer.

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Abstract

本申请涉及一种有机化合物、太阳能电池、光伏组件、光伏系统、用电装置及发电装置。有机化合物如式(1)所示，各Q1分别独立地选自H或*——(L2)n2-A，各A分别独立地选自H或含氧酸基团，且至少有一个Q1选自*——(L2)n2-A、至少有一个A选自含氧酸基团；各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-Si(R4R5)-、-PR6-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR7)-、-C(＝CR8R9)-以及L1～L8中的任意一种；或者，有机化合物为式(1)所示化合物的含氧酸根盐。该有机化合物应用于制备太阳能电池时，能提高太阳能电池的光电转换效率。

Description

有机化合物、太阳能电池、光伏组件、光伏系统、用电装置及发电装置
相关申请
本申请要求2024年03月29号申请的，申请号为202410386359.0，名称为“有机化合物、太阳能电池、光伏组件、光伏系统、用电装置及发电装置”的中国专利申请的优先权，在此将其全文引入作为参考。
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种有机化合物、太阳能电池、光伏组件、光伏系统、用电装置及发电装置。
背景技术
钙钛矿太阳能电池具有优异的光电特性、光吸收系数高、载流子寿命长及扩散长度较长等诸多特点，已成为第三代新型太阳能电池中的佼佼者。
然而，传统的钙钛矿太阳能电池仍难以满足大面积市场化生产及应用的要求，一方面，钙钛矿材料体相中及表界面一般存在缺陷，这些缺陷不仅会导致晶体质量的下降，影响载流子的传输，进而对钙钛矿太阳能电池的效率和长期稳定性均产生不利影响；另一方面，传统的无机类空穴传输层材料不稳定且缺陷过多，也会降低太阳能电池的光电转化效率及其稳定性。
因此，传统技术仍有待改进。
发明内容
基于此，有必要提供一种有机化合物、太阳能电池及其应用，旨在提高太阳能电池的光电转化效率。
本申请是通过如下的技术方案实现的。
本申请的第一方面，提供一种有机化合物，所述有机化合物如式(1)所示：
m1～m4各自独立地选自0～5任一整数，且m1～m4中至少一个不为0，各Q1分别独立地选自H或＊——(L2)n2-A，各A分别独立地选自H或含氧酸基团，且至少有一个Q1选自＊——(L2)n2-A、至少有一个A选自含氧酸基团；
各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-Si(R4R5)-、-PR6-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR7)-、-C(＝CR8R9)-以及如下L1～L8中的任意一种：
Y1～Y6分别独立地选自-C(R10R11)-、-NR12-、-O-、-Si(R13R14)-、-PR15-、-S-、-As-、-Se-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR16)-或-C(＝CR17R18)-中的任意一种；
各Z1～Z8分别独立地选自CR19或N；
R1～R19分别独立地选自氢、卤素、-ORa、-OCORb、-NHCORc、-N(Rd)2、-SRe、-P(Rf)2、Rg中的任意一种；
Ra～Rg分别独立地选自取代或未取代的成环原子数为6～15的芳香基、取代或未取代的成环原子数为5～15的杂芳香基、取代或未取代的碳原子数为1～5的烷基中的任意一种；
*表示连接位点；n1～n2各自独立地选自1～10任一整数；
或者，所述有机化合物为式(1)所示化合物的含氧酸根盐。
上述有机化合物用于制备太阳能电池时，能提高太阳能电池的光电转化效率及其稳定性，上述有机化合物在钝化材料或有机空穴传输材料的基本结构：末端基-连接基团L2-头基(含氧酸根A)的基础上，对末端基结构进行调整，采用两个二苯胺基团通过特定的连接基团L1连接，形成末端基团的母核结构，使有机化合物自组装后形成的分子膜的能级与钙钛矿层更适配；同时，在母核结构上引入可以与三价镍等金属离子结合、或可锚定空穴传输层的含氧酸根A，且含氧酸根A还可以与钙钛矿中的A位阳离子有氢键的相互作用，当有机化合物掺杂进钙钛矿层中，还能起到钝化钙钛矿材料的作用。该有机物应用于制备太阳能电池时，可提高太阳能电池的光电转换效率。
在其中一些实施例中，Y1～Y6分别独立地选自-CR10R11-、-NR12-、-O-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝NR16)-或-C(＝CR17R18)-中的任意一种。
在其中一些实施例中，Ra～Rg分别独立地选自成环原子数为6～10的芳香基、成环原子数为5～10的杂芳香基、碳原子数为1～5的烷基或被卤素取代的碳原子数为1～5的烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R1～R19分别独立地选自氢、卤素、碳原子数为1～5的烷基或被卤素取代的碳原子数为1～5的烷基。
在其中一些实施例中，各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
其中，R19分别独立地选自氢、卤素、-ORa、-OCORb、-NHCORc、-N(Rd)2、-SRe、-P(Rf)2、Rg中的任意一种；
*表示连接位点。
在其中一些实施例中，各L1分别独立地选自-CH2-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
在其中一些实施例中，各＊——(L2)n2-A分别独立地选自如下基团中的任意一种：
其中，L11选自碳原子为1～5的烷烃亚基；L12～L14分别独立地选自单键或碳原子为1～5的烷烃亚基。
在其中一些实施例中，所述含氧酸基团选自膦酸基团、次磷酸基团、磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团、硼酸基团或硅酸基团中的任意一种。
在其中一些实施例中，所述式(1)所示化合物的含氧酸根盐包括阴离子和阳离子，所述阴离子为所述式(1)所示化合物中的含氧酸基团中的至少一个醇羟基失去H形成，所述阳离子选自金属离子或NH4 +中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述有机化合物包括式(SAM1)～式(SAM9)所示化合物及式(SAM1)～式(SAM9)所示化合物的含氧酸根盐中的至少一种：

本申请的第二方面，提供第一方面的有机化合物作为钝化材料或空穴传输材的应用。
本申请的第三方面，提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括第一方面的有机化合物。
在其中一些实施例中，所述太阳能电池满足条件(1)～(3)中的一个或多个条件：
(1)所述太阳能电池包括钙钛矿层，所述钙钛矿层包括所述有机化合物；
(2)所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层；所述钙钛矿层和所述空穴传输层中的至少一层包括所述有机化合物；
(3)所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，以及设于所述空穴传输层的至少一侧表面的钝化层；所述钙钛矿层、所述空穴传输层和所述钝化层中的至少一层包括所述有机化合物。
在其中一些实施例中，所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，所述空穴传输层包括所述有机化合物，所述有机化合物在所述空穴传输层中的质量占比为K1，0＜K1≤100％。
在其中一些实施例中，所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，以及设于所述空穴传输层的至少一侧表面的钝化层，所述钝化层包括所述有机化合物，所述有机化合物在钝化层中的质量占比为K2，0＜K2≤100％。
在其中一些实施例中，所述钙钛矿层包括所述有机化合物，所述有机化合物在所述钙钛矿层中的质量占比为K3，0.01％≤K3≤0.5％。
本申请的第四方面，提供一种光伏组件，包括第三方面的太阳能电池。
本申请的第五方面，提供一种光伏系统，包括第四方面的光伏组件。
本申请的第六方面，还提供一种用电装置，包括第三方面太阳能电池和第四方面的光伏组件中的至少一个。
本申请的第七方面，还提供一种发电装置，包括第三方面太阳能电池和第四方面的光伏组件中的至少一个。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一实施方式的太阳能电池的示意图。
附图标记说明：
10太阳能电池；11第一电极；12空穴传输层；13钙钛矿层；14电子传输层；15
阻挡层；16第二电极。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个及以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组及以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请中，若无特殊说明，“室温”一般指4℃～30℃，较佳地指20±5℃。
在本申请中，术语“烷烃基”指的是烷烃失去一个氢后形成的基团，例如甲烷失去一个氢后形成甲基；“烷烃亚基或亚烷基”指的是烷烃失去两个氢后形成的基团，例如甲烷失去两个氢后形成亚甲基。
术语“链烷烃基”是指碳原子都以碳碳单键相连且不成环，其余的价键都与氢结合而成的烷烃失去一个氢后形成的基团，包括直链烷烃基和支链烷烃基。
本申请中，“链烷烃基”的碳原子数可以为1至10，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，是指包含1～10个碳原子的直链烷烃基和碳原子数为3～10的支链烷烃基；非限制性实例包括甲烷、乙烷、正丙烷、异丙烷、正丁烷、异丁烷、2-乙基丁烷、3,3-二甲基丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、1-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2-乙基戊烷、4-甲基-2-戊烷、正己烷、1-甲基己烷、2-乙基己烷、2-丁基己烷、正庚烷、1-甲基庚烷、2,2-二甲基庚烷、2-乙基庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷等失去一个氢原子后形成的基团。
在本申请中，“成环原子数”表示键合成环状的原子的数目，该环被取代基所取代时，取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“成环原子数”，在没有特别说明的条件下也是同样的，例如，苯环的成环原子数为6，萘环的成环原子数为10，噻吩的成环原子数为5。
“芳香基”指具有芳香性的烃基，包括单环芳基及稠环芳基。稠环芳基是指两个或多个单芳香环通过共用的两个相邻的环原子连接后形成的基团，即稠环。进一步地：芳香基的π电子应满足4n+2(休克尔规则)。
“杂芳香基”指至少一个成环原子是杂原子且具有芳香性的基团。杂原子包括但不限于N、P、O、S。
本申请“芳香基”的非限制性实例包括：苯、萘、蒽、荧蒽、菲、苯并菲、二萘嵌苯、并四苯或芴等；“杂芳香基”的非限制性实例包括：吡啶、嘧啶、吡嗪、三嗪、咪唑、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、咔唑、吡咯并咪唑、吡咯并吡咯、噻吩并吡咯、噻吩并噻吩、呋喃并吡咯、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、喹啉、异喹啉、邻二氮萘、喹喔啉、菲啶、伯啶、喹唑啉、喹唑啉酮、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑等。
本申请中，基团中未指明连接位点时，表示基团中任选可连接位点作为连接位点。
本申请中，取代基相连的单键贯穿相应的环，表述该取代基可与环的任选可被取代的位置连接，例如中，该基团与其他基团的连接位点可以是该基团上的任一可取代位点；进一步地，同一基团上的同一取代基R多次出现时，可独立选自不同基团，例如中，萘环的可取代位点有6个，即j可为6，各个R可相同或不同，R取H时，代表不存在取代基，此时即为萘。
本申请中，“取代或未取代”表示所定义的基团可以被取代，也可以不被取代。当所定义的基团被取代时，应理解为任选被本领域可接受的基团所取代，包括但不限于：C1～C30烷基、含有3-20个成环原子的杂环基、含有5～20个成环原子的芳基、含有5～20个成环原子的杂芳基、卤素。
本申请中，当两个基团由一连接基团连接时，例如中，当L12选自单键时，即代表两个基团不需要通过具体的基团连接，直接以单键连接，即为
本申请一实施方式，提供了一种有机化合物，有机化合物如式(1)所示：
m1～m4各自独立地选自0～5任一整数，且m1～m4中至少一个不为0，各Q1分别独立地选自H或＊——(L2)n2-A，各A分别独立地选自H或含氧酸基团，且至少有一个Q1选自＊——(L2)n2-A、至少有一个A选自含氧酸基团。
各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-Si(R4R5)-、-PR6-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR7)-、-C(＝CR8R9)-以及如下L1～L8中的任意一种：
Y1～Y6分别独立地选自-C(R10R11)-、-NR12-、-O-、-Si(R13R14)-、-PR15-、-S-、-As-、-Se-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR16)-或-C(＝CR17R18)-中的任意一种。
各Z1～Z8分别独立地选自CR19或N。
R1～R19分别独立地选自氢、卤素、-ORa、-OCORb、-NHCORc、-N(Rd)2、-SRe、-P(Rf)2、Rg中的任意一种。
Ra～Rg分别独立地选自取代或未取代的成环原子数为6～15的芳香基、取代或未取代的成环原子数为5～15的杂芳香基、取代或未取代的碳原子数为1～5的烷基中的任意一种。
*表示连接位点；n1～n2各自独立地选自1～10任一整数。
或者，上述有机化合物为式(1)所示化合物的含氧酸根盐。
上述有机化合物用于制备太阳能电池时，能提高太阳能电池的光电转化效率及其稳定性，上述有机化合物在钝化材料或有机空穴传输材料的基本结构：末端基-连接基团L2-头基(含氧酸根A)的基础上，对末端基结构进行调整，采用两个二苯胺基团通过特定的连接基团L1连接，形成末端基团的母核结构，使有机化合物自组装后形成的分子膜的能级与钙钛矿层更适配；同时，在母核结构上引入可以与三价镍等金属离子结合、或可锚定空穴传输层的含氧酸根A，且含氧酸根A还可以与钙钛矿中的A位阳离子有氢键的相互作用，当有机化合物掺杂进钙钛矿层中，还能起到钝化钙钛矿材料的作用。该有机物应用于制备太阳能电池时，可提高太阳能电池的光电转换效率。
可理解：上述式(1)中的结构部分中的L1或是＊——(L2)n2-A中的L2均可以是单个或多个重复连接，即n1或n2取大于或等于2的数值时，L1或是L2是多个重复连接，此时L1或是L2每次出现时，选择的结构可以相同也可不同，通过形成单键连接组合。
“Y5 +”为Y5失去一个电子后形成的基团。
“Z7-”为Z7得到一个电子后形成的基团。
在其中一些实施例中，Y1～Y5分别独立地选自-CR10R11-、-NR12-、-O-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝NR16)-或-C(＝CR17R18)-中的任意一种。
在其中一些实施例中，R1～R19分别独立地选自氢、卤素、-ORa、-N(Rd)2、Rg中的任意一种。
在其中一些实施例中，R1～R19分别独立地选自氢、卤素、碳原子数为1～5的烷基或被卤素取代的碳原子数为1～5的烷基、成环原子数为6～10的芳香基、成环原子数为5～10的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R1选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R1选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R2选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R2选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R3选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R3选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R4选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R4选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R5选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R5选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R6选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R6选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R7选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R7选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R8选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R8选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R9选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R9选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R10选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R10选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R11选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R11选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R12选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R12选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R13选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R13选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R14选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R14选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R15选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R15选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R16选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R16选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R17选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R17选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R18选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R18选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，R19选自H、F、Cl、碳原子数为1～5的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～5的链烷基、成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基中的任意一种。
在其中一些实施例中，R19选自H、F、Cl、碳原子数为1～3的链烷基、卤素取代的碳原子数为1～3的链烷基、苯基、呋喃基、噻吩基或吡咯基。
在其中一些实施例中，Ra～Rg分别独立地选自成环原子数为6～10的芳香基、成环原子数为5～10的杂芳香基或碳原子数为1～5的烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Ra选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Ra选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Ra选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rb选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rb选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rb选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rc选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rc选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rc选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rd选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rd选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rd选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Re选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Re选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Re选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rf选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rf选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rf选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rg选自成环原子数为6～8的芳香基、成环原子数为5～8的杂芳香基或碳原子数为1～5的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rg选自成环原子数为6～7的芳香基、成环原子数为5～7的杂芳香基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，Rg选自成苯基、呋喃基、噻吩基、吡咯基或碳原子数为1～3的链烷基中的任意一种。
在其中一些实施例中，n1～n2各自独立地选自1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
在其中一些实施例中，m1～m4各自独立地选自0、1、2、3、4或5。
在其中一些实施例中，各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
*表示连接位点。
在其中一些实施例中，各L1分别独立地选自-CH2-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
在其中一些实施例中，各L1分别独立地选自-CH2-、-NR3-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
在其中一些实施例中，各＊——(L2)n2-A分别独立地选自如下基团中的任意一种：
其中，L11选自碳原子为1～5的烷烃亚基；L12～L14分别独立地选自单键或碳原子为1～5的烷烃亚基。
在其中一些实施例中，各＊——(L2)n2-A分别独立地选自如下基团中的任意一种：
在其中一些实施例中，L11选自碳原子为1～5的烷烃亚基；L12～L14分别独立地选自单键或碳原子为1～5的链烷烃亚基。
在其中一些实施例中，L11选自碳原子为1～3的烷烃亚基；L12～L14分别独立地选自单键或碳原子为1～3的链烷烃亚基。
在其中一些实施例中，含氧酸基团选自膦酸基团、次磷酸基团、磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团、硼酸基团或硅酸基团中的任意一种。
可选地，A每次出现，分别独立地选自H或如下结构中的任意一种：
*表示连接位点。
在其中一些实施例中，式(1)所示化合物的含氧酸根盐包括阴离子和阳离子，所述阴离子为式(1)所示化合物中的含氧酸基团中的至少一个醇羟基失去H形成，所述阳离子选自金属离子或NH4 +中的至少一种。
在其中一些实施例中，上述金属离子包括碱金属离子、钙离子、镁离子、铁离子、铜离子、锌离子以及铝离子中的至少一种。
在其中一些实施例中，有机化合物包括式(SAM1)～式(SAM9)所示化合物及式(SAM1)～式(SAM9)所示化合物的含氧酸根盐中的至少一种：

在其中一些实施例中，上述有机化合物可参照本领域常用有机合成方法制备，此处以式(SAM1)化合物为例对其制备方法举例说明，包括如下步骤：
将化合物1和联硼酸频那醇酯进行Miyaura硼化反应，然后与化合物2进行第一取代反应，制备化合物3，合成路线如下：
在其中一些实施例中，Miyaura硼化反应在1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(Pd(dppf)Cl2)和碱的作用下进行。
在其中一些实施例中，碱包括碳酸钾、碳酸钠以及醋酸钾中的至少一种。
在其中一些实施例中，第一取代反应在碳酸钾(K2CO3)和四(三苯基膦)钯的作用下进行。
在其中一些实施例中，第一取代反应的温度为100摄氏度(℃)～145℃，时间为15h～50h。
在其中一些实施例中，第一取代反应在甲苯中进行。
将化合物3进行水解反应，制备式(SAM1)化合物，合成路线如下：
在其中一些实施例中，上述水解反应在碱的作用下进行。
在其中一些实施例中，碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的至少一种；进一步地，碱以水溶液的形式加入。
在其中一些实施例中，上述水解反应在四氢呋喃中进行。
本发明一实施方式，提供上述有机化合物作为钝化材料的应用或空穴传输材料。
本发明一实施方式，提供一种太阳能电池，该太阳能电池包括上述有机化合物。
上述有机化合物可以作为钝化材料也可作为空穴传输材料，能提高太阳能电池的光电转换效率。
在其中一些实施例中，太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，以及设于空穴传输层的至少一侧表面的钝化层。
在其中一些实施例中，钙钛矿层、空穴传输层和钝化层中的至少一层包括有机化合物。
可理解，空穴传输层具有相对设置的两个表面，一个更接近钙钛矿层，另一个远离钙钛矿层，钝化层可设置在至少一侧表面，即包括如下任一方案：
太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层、空穴传输层和钝化层；或
太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层、钝化层和空穴传输层；或
太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层、钝化层、空穴传输层和钝化层。
上述有机化合物可以掺杂在钙钛矿层中发挥钝化作用，在空穴传输层或在钝化层中均既能起到空穴传输的作用，又能起到钝化作用。
在其中一些实施例中，太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，空穴传输层包括有机化合物，有机化合物在空穴传输层中的质量占比为K1，0＜K1≤100％。
可选地，K1可为1wt％～100wt％，例如10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、90wt％或100wt％。
上述有机化合物在空穴传输层中的质量占比是指空穴传输层含的有机化合物在空穴传输层中的质量百分比，即空穴传输层含的有机化合物的质量与空穴传输层的总质量的百分比。
可理解，空穴传输层的组分可以是单一的上述有机化合物，也可以是多组分，包括上述有机化合物和其他本领域常用的空穴传输材料，此时在空穴传输层中，上述有机化合物和其他本领域常用的空穴传输材料可以是混合掺杂的状态，可以是各自成膜呈层叠设置状态，此时，采用上述有机化合物形成的膜层实际也相当于钝化层。但需说明的是：不管是以哪种状态配合使用，都不会限定上述有机化合物同时发挥空穴传输作用和钝化作用。
本领域中常用的各类空穴传输材料包括有机空穴传输材料和无机空穴传输材料中的至少一种，具体不限于以下材料及其衍生物中的至少一种：氧化镍、氧化锌、氧化钼、2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]磷酸(Me-4PACz)。
在其中一些实施例中，上述空穴传输层包括组分不同、层叠设置的第一空穴传输层和第二空穴传输层，第二空穴传输层包括上述有机化合物。
可理解，第一空穴传输层的组分可以使本领域常用的空穴传输材料，具体如上，不再赘述。
在其中一些实施例中，第一空穴传输层的组分包括无机空穴传输材料。
在其中一些实施例中，相比于第一空穴传输层，第二空穴传输层更靠近钙钛矿层。
在其中一些实施例中，第一空穴传输层和第二空穴传输层的厚度比为(0.1～10):(0.1～10)；具体可为1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6、1：7、1：8、1：9、1：10、2：1、3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、0.1：1或任意两个值组成的范围。
在其中一些实施例中，上述空穴传输层包括混合掺杂的第一传输材料和第二传输材料，第一传输材料和第二传输材料不同，且第二传输材料包括上述有机化合物。
第一传输材料可以是本领域其他的空穴传输材料，如上所述，不再赘述。
在其中一些实施例中，第一传输材料为有机空穴传输材料。
在其中一些实施例中，第一传输材料和第二传输材料可以任何比例混合掺杂，进一步地，第一传输材料和第二传输材料的质量比为(0.1～10):(0.1～10)；具体可为1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6、1：7、1：8、1：9、1：10、2：1、3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、0.1：1或任意两个值组成的范围。
在上述方案中，上述空穴传输层包括混合掺杂的第一传输材料和第二传输材料，可对上述空穴传输层进行取样，然后采用溶剂溶解后进行核磁氢谱测试，获得核磁谱图。不同的物质具有不同的特定官能团，不同的官能团在核磁氢谱中会对应有不同的特征峰，根据官能团特征峰积分面积即可确定特征峰对应的物质的含量，从而确定各组分的质量配比。
需要说明的是，上述只是对第一传输材料和第二传输材料的分离测试进行举例说明，也可以采用本领域其他物化方法进行，例如可以将样品采用液相色谱质谱联用仪进行测试，以确认样品中不同组分的种类及其质量配比，在此不再赘述。
在其中一些实施例中，请参照图1，一种太阳能电池10，该太阳能电池10包括层叠设置的第一电极11、空穴传输层12、钙钛矿层13、电子传输层14和第二电极16，空穴传输层12和钙钛矿层13中的至少一层包括上述有机化合物。
在其中一些实施例中，上述太阳能电池还包括钝化层，设于空穴传输层12和钙钛矿层13之间，钝化层的组分包括第一方面的有机化合物，有机化合物在钝化层中的质量占比为K2，0＜K2≤100％。
在其中一些实施例中，在K2不为100％的情况下，此时钝化层还可以包括本领域常用的其他钝化材料，在K2为100％的情况下，意味着钝化层的材料为上述有机化合物。
钝化层中上述有机化合物的质量占比的测试方法可参照上述空穴传输层中有机化合物的质量占比K2的测试方法，在此不再赘述。
在一个实施例中，钝化层的厚度为1纳米(nm)～50nm。
可选地，钝化层的厚度可为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm或任意两个值组成的范围。
本申请的上述有机化合物既能起到空穴传输作用也能起到钝化作用，在空穴传输层中含有上述有机化合物的基础上，即使不再另外设置额外的钝化材料层，使空穴传输层12与钙钛矿层13直接接触，也可实现优异的光转换效率。
在一个实施例中，空穴传输层的厚度为1nm～50nm。
可选地，空穴传输层的厚度可为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm或任意两个值组成的范围。
在其中一些实施例中，钙钛矿层包括上述有机化合物，上述有机化合物在钙钛矿层中的质量占比为K3，0.01％≤K3≤0.5％。
可选地，0.01％＜K3≤0.5％；进一步地，K3可选为0.1wt％～0.5wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％或任意两个值组成的范围。
在其中一些实施例中，空穴传输层12中包括上述有机化合物的情况下，钙钛矿层13中上述有机化合物的占比可为0～0.5％；进一步地，上述有机化合物在钙钛矿层中的质量占比可为0、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或任意两个值组成的范围。
在上述方案中，上述有机化合物在钙钛矿层中的质量占比，可对上述钙钛矿层进行取样，然后采用溶剂溶解后进行核磁氢谱测试，获得核磁谱图。不同的物质具有不同的特定官能团，不同的官能团在核磁氢谱中会对应有不同的特征峰，根据官能团特征峰积分面积即可确定特征峰对应的物质的含量，从而确定钙钛矿层中各组分的质量配比。
需要说明的是，上述只是对钙钛矿层中各组分的配比关系的测试进行举例说明，也可以采用本领域其他物化方法进行，例如可以将样品采用液相色谱质谱联用仪进行测试，以确认样品中不同组分的种类及其质量配比，在此不再过多赘述。
在其中一些实施例中，上述有机化合物通过添加至钙钛矿前驱体溶液的方式实现掺杂，其中，有机化合物在钙钛矿前驱体溶液中的浓度为0.1毫克/毫升(mg/mL)～5mg/mL。
需要说明的是，在钙钛矿层包括上述有机化合物的情况下，空穴传输中可存在上述有机化合物也可采用本领域其他常用的空穴传输材料，或二者的混合物。
本领域常用的领域其他常用的空穴传输材料同上所述，在此不再赘述。
钙钛矿层中包括本领域常用的钙钛矿材料。
在其中一些实施例中，钙钛矿材料的化学式满足ABX3或A2CDX6；其中，A为无机阳离子或有机铵阳离子或这两种的混合物，可以是甲脒离子(FA)、甲铵离子(MA)和Cs+中的至少一种；B为无机金属阳离子，可以为Pb2+离子、Sn2+离子中的至少一种；C为贵金属阳离子，常见为Ag+；D为重金属或稀有金属阳离子，可以为铋阳离子Bi3+、锑阳离子Sb3+、以及铟阳离子In3+中的至少一种；X为卤族元素或类卤素元素，可以为Cl-、Br-和I-、SCN-、CNO-、OCN-、OSCN-、SH-、OH-、CP-、CN-、SeCN-、N3 -、NO2 -中的至少一种。
在其中一些实施例中，上述钙钛矿层的带隙在1.20电子伏特(eV)～2.30eV，厚度为200nm～1000nm。
在其中一些实施例中，电子传输层14中的组分可以是本领域常用的电子传输材料，非限制性实例包括：[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)、[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)、富勒烯C60(C60)、富勒烯C70(C70)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等。
在其中一些实施例中，上述太阳能电池还可包括阻挡层15，设于电子传输层14和第二电极16之间。
在其中一些实施例中，阻挡层15的组分可以是本领域常用的空穴阻挡材料，非限制性实例包括：BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯及4,4'-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1'-联苯中的至少一种。
在其中一些实施例中，上述太阳能电池10可以是正式太阳能电池(n-i-p平面结构)或反式太阳能电池(p-i-n平面结构)。
需要说明的是，在第一电极11为透明电极的情况下，即第一电极11侧作为光入射侧，此时上述太阳能电池10是反式太阳能电池，反之在第二电极16为透明电极的情况下，即第二电极侧作为光入射侧，此时上述太阳能电池10是正式太阳能电池。在其中一些实施例中，第一电极11为透明导电电极，第一电极11的材质可以是掺氟二氧化锡(FTO)，掺锡氧化铟(ITO)，掺硼氧化锌(BZO)和氧化锌铝(AZO)、IZO中的任意一种。
在其中一些实施例中，第二电极16的材质可以是本领域常用的电极材料，包括但不限于以下材料：Ag、Cu、C、Au、Al、ITO、AZO、BZO、IZO等。
上述第一电极、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、阻挡层及第二电极的制备过程可采用本领域常用的制备方法，包括溶液法和固体沉积法，溶液法包括旋涂法、喷涂、刮涂法和狭缝涂布法等中的任意一种方法，固体沉积法包括：真空蒸镀、溅射沉积、等离子体沉积、原子层沉积中的任意一种。
本申请一实施方式，还提供一种光伏组件，该光伏组件包括上述太阳能电池。
上述太阳能电池的光转化效率高且稳定性好，可提高光伏组件的效率。
上述光伏组件中，包括一个或多个太阳能电池，可根据具体的应用场景选择；进一步地，上述光伏组件中包括多个太阳能电池，多个太阳能电池串联或并联连接形成电池片。
在其中一些实施例中，上述光伏组件还包括光伏玻璃层、粘结层、背板。
电池片的两个表面分别设有粘结层，在其中一个粘结层中远离电池片的表面设有背板，在另一个粘结层中远离电池片的表面设有光伏玻璃层。
光伏玻璃层和背板用于保护保护太阳能电池，密封、绝缘、防水；粘结层起到粘结光伏玻璃层与电池片、粘结背板与电池片的作用。
可选地，光伏玻璃层的材质钢化玻璃，背板的材质采用TPT(聚氟乙烯)或TPE(热塑性弹性体)材质，粘结层的材质采用EVA(聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物)。
进一步地，上述光伏组件还包括接线盒及外框。
接线盒用于保护整个光伏组件的发电系统，它相当于一个电流中转站，当有电池片出现短路，接线盒会自动断开短路的电池串。
外框可以起到支撑和保护整个光伏组件的作用，边框可采用铝合金材质，强度、耐腐蚀性优异。
进一步地，通过硅胶来粘结、密封边框与光伏组件中其他部位的连接处。光伏组件可以将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
在其中一些实施例中，上述光伏组件为太阳能电池板。
本申请一实施方式，还提供一种光伏系统，包括上述光伏组件。
光伏系统利用上述光伏组件中太阳能电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能，效率高；进一步地，上述光伏系统为光伏发电系统。
光伏组件是光伏发电系统中的核心部分，上述光伏系统中，包括一个或多个光伏组件，可根据具体的应用场景选择；进一步地，上述光伏系统中包括多个光伏组件的情况下，多个光伏组件形成光伏阵列。
上述光伏系统可以是独立光伏发电系统，也可以是并网光伏发电系统。
独立光伏发电系统包括光伏阵列、蓄电池组、充电控制器、电力电子变换器(逆变器)、负载等。其工作原理是，太阳辐射能量经过光伏阵列首先被转换成电能，然后由电力电子变换器变换后给负载供电，同时将多余的电能经过充电控制器后以化学能的形式储存在储能装置中，这样在日照不足时，储存在电池中的能量就可经过电力电子逆变器、滤波和工频变压器升压后变成交流220V、50Hz的电能供交流负载使用。
并网光伏发电系统包括光伏阵列、高频DC/DC升压电路、电力电子变换器(逆变器)和系统监控。其工作原理是，太阳辐射能量经过光伏阵列转换后，再经高频直流变换后变成高压直流电，然后经过电力电子逆变器逆变后向电网输出与电网电压相频一致的正弦交流电流。
上述两种光伏发电系统各有特点，可根据具体的应用场景选择。
本申请一实施方式，还提供一种用电装置，包括上述太阳能电池和光伏组件中的至少一个。
上述用电装置可以但不限于是移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。
在其中一些实施例中，移动设备可以是手机或笔记本电脑等。
在其中一些实施例中，电动车辆包括但不限于：纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等。
本申请又一实施方式，还提供一种发电装置，包括上述太阳能电池和上述光伏组件中的至少一个。
上述发电装置包括但不限于：太阳能发电机组等。
下面将结合具体的实施例对本申请进行了说明，但本申请并不局限于下述实施例，应当理解，所附权利要求概括了本申请的范围，在本申请构思的引导下本领域的技术人员应意识到，对本申请的各实施例所进行的一定的改变，都将被本申请的权利要求书的精神和范围所覆盖。
以下为具体实施例。
实施例1
步骤一：有机化合物SAM1的制备，具体步骤如下：
(1)化合物1(CAS:525602-17-9，1mmol)、1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(Pd(dppf)Cl2，0.2mmol)、醋酸钾(KOAc，8mmol)、联硼酸频那醇酯(4.8mmol)、1,4-二氧六环(30mL)共混，在氮气保护条件下85℃加热反应12小时后，通过硅藻土得到澄清的滤液，将滤液减压蒸馏后得到淡黄色固体。再将淡黄色固体和化合物2(2.4mmol)、四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4、0.1mmol)、甲苯(10mL)、碳酸钾水溶液(K2CO3、2mol/L，10mL)共混，在氮气保护条件下110℃加热反应48小时后，通过硅胶色谱层析柱进行分离后得到化合物3；合成路线如下：
对化合物3进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.62(d,J＝7.2Hz,4H),7.55(d,J＝7.2Hz,4H),7.37-7.24(m,12H),7.14(s,4H),7.08-7.00(m,6H),4.04-3.99(m,4H),2.86-2.81(m,4H),2.58-2.53(m,4H),1.09-1.05(m,6H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物3的收率为89％。
产率＝化合物3的摩尔数/化合物1的摩尔数×100％
(2)将化合物3(1mmol)溶解在四氢呋喃(10mL)中，与氢氧化钠水溶液(NaOH，2M，10mL)共混，在75℃加热20h后，滴加浓盐酸至溶液pH<1时，收集沉淀获得SAM1。合成路线如下：
对产物SAM1进行核磁氢谱测试，测试结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,2H),7.62(d,J＝7.2Hz,4H),7.55(d,J＝7.2Hz,4H),7.37-7.24(m,12H),7.14(s,4H),7.08-7.00(m,6H),2.86-2.81(m,4H),2.58-2.53(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM1。
进一步采用如下公式计算产物SAM1的收率为73％。
产率＝产物SAM1的摩尔数/化合物3的摩尔数×100％
步骤二：太阳能电池的制备，太阳能电池10的结构如图1所示，具体步骤如下：
1、FTO导电玻璃的清洗：把2.0cm×2.0cm的FTO导电玻璃两端通过激光刻蚀各去掉0.35cm，裸露出玻璃基底，然后放入去离子水、丙酮、异丙醇依次超声清洗10分钟，将清洗后的FTO导电玻璃在氮气枪下吹干溶剂，放入紫外臭氧机中进行紫外臭氧清洗处理，作为第一电极11。
2、空穴传输层的制备：将上述有机化合物SAM1溶于甲醇中，溶解后得到自组装分子溶液(1mg/mL)；然后将自组装分子溶液在第一电极11表面上以3000rpm的转速旋涂，退火得到厚度5nm的空穴传输层12。
3、钙钛矿层的制备：称取碘化铅(726mg)、碘甲脒(240mg)、碘化铯(19mg)、溴化铅(11mg)溶解在1mL体积比为4:1的DMF:DMSO混合溶剂中，搅拌3h，用0.22μm有机滤膜过滤，得到钙钛矿前驱体溶液，在钝化层表面上以3000rpm的速度旋涂钙钛矿前驱液，100℃下退火30min，冷却至室温，形成活性物质为CsFA体系的钙钛矿层13，厚度为800nm。
4、电子传输层的制备：钙钛矿层13远离空穴传输层12的表面上以1500rpm的速度旋涂电子传输材料PC61BM，形成厚度为35nm的电子传输层14。
5、阻挡层的制备：在电子传输层14远离钙钛矿层13的表面以5000rpm旋涂钝化材料BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)，100℃下退火10min，形成厚度为15nm的阻挡层15。
6、第二电极的制备：将步骤5中获得的器件中放入掩模版中，在真空蒸镀设备中在空穴阻挡层表面蒸镀80nm的铜，形成第二电极，得到完整的钙钛矿太阳能电池10。
7、性能测试：
(1)将钙钛矿太阳能电池在氮气氛围室温条件下进行自然老化10天，在此过程中，每隔12h按照下述步骤测试其光电转化效率，测得的最高效率记为最优效率，具体请见表1。
(2)将钙钛矿太阳能电池在N2氛围、室温环境下静置30天后的光电转化效率P30结果请见表1。
光电转化效率利用I-V测量法测定，具体步骤如下：
a)将装有样品电池的测试夹具置于样品架上，使其位于测量平面内，并保证样品电池位于太阳模拟器出射光斑的中心位置(或光伏电池法线与太阳模拟器光源出射光束的中心线平行)；
b)采用光焱的太阳光模拟器，符合国家标准IEC61215进行测试，采用晶硅太阳能电池校正光的强度，将被测样品电池加装掩膜版，用温度监控设备对样品电池温度进行控制，使得在测量过程中，被测样品的温度维持在(30±5℃)，使其达到一个太阳强度AM1.5。
c)将样品电池与数字源表连接。测量被测样品电池的正反扫电流-电压特性，记录最大功率点电流Vm、最大功率点电压、开路电压Voc和短路电流Jsc。
计算公式：填充因子FF＝Jm×Vm/Voc×Jsc，电转化效率PCE＝Voc×Jsc×FF/Pin。Pin为入射光强度。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM2，具体制备方法如下：
步骤(1)：参照实施例1中有机化合物SAM1的制备步骤(1)，将化合物1替换为等摩尔数量的化合物4(CAS:No.344782-48-5)，反应后得到化合物5，合成路线如下：
对化合物5进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.63(d,J＝7.2Hz,4H),7.56(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.24(m,16H),7.08-7.00(m,6H),4.04-3.99(m,4H),2.86-2.81(m,4H),2.58-2.53(m,4H),1.09-1.05(m,6H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物5的收率为82％。
产率＝化合物5的摩尔数/化合物4的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物5(1mmol)溶解在四氢呋喃(10mL)中，与氢氧化钠水溶液(NaOH，2M，10mL)共混，在75℃加热20h后，滴加浓盐酸至溶液pH<1时，收集沉淀获得SAM2，合成路线如下：
对化合物SAM2进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,2H),7.64(d,J＝7.2Hz,4H),7.57(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.24(m,16H),7.08-7.00(m,6H),2.86-2.81(m,4H),2.58-2.53(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM2，进一步采用如下公式计算产物SAM2的收率为78％。
产率＝产物SAM2的摩尔数/化合物5的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM3，具体制备方法如下：
步骤(1)：参照实施例1中有机化合物SAM1的制备步骤(1)，将化合物2替换为等摩尔数量的化合物6，反应后得到化合物7，合成路线如下：
对化合物7进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.62(d,J＝7.2Hz,4H),7.55(d,J＝7.2Hz,4H),7.37-7.24(m,12H),7.14(s,4H),7.08-7.00(m,6H),3.65-3.61(m,4H),3.08-3.03(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物7的收率为63％。
产率＝化合物7的摩尔数/化合物1的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物7(1mmol)、亚磷酸三乙酯(P(OEt)3，10mL)共混，在氮气保护条件下以160℃加热反应20小时后，用减压蒸馏方式除去亚磷酸三乙酯，将粗产物与三丁基溴硅烷(TMSBr，1.5mL)、1,4-二氧六环(20mL)共混，在氮气保护条件下常温搅拌20小时后除去溶剂，加入甲醇(10mL)搅拌12小时后，加入去离子水(1mL)，析出固体粉末，得到SAM3，合成路线如下：
对SAM3进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.62(d,J＝7.2Hz,4H),7.55(d,J＝7.2Hz,4H),7.37-7.24(m,12H),7.14(s,4H),7.08-7.00(m,6H),4.88(s,4H),2.84-2.78(m,4H),2.04-1.99(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算SAM3的收率为51％。
收率＝SAM3的摩尔数/化合物7的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM4，具体制备方法如下：
步骤(1)：参照实施例1中有机化合物SAM1的制备步骤(1)，将化合物1替换为等摩尔数量的化合物4，化合物2替换为化合物6，反应后得到化合物8，合成路线如下：
对化合物8进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.62(d,J＝7.2Hz,4H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.24(m,16H),7.08-7.00(m,6H),3.65-3.61(m,4H),3.08-3.03(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物8的收率为63％。
产率＝化合物8的摩尔数/化合物4的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物8(1mmol)、亚磷酸三乙酯(P(OEt)3，10mL)共混，在氮气保护条件下以160摄氏度加热20小时后，用减压蒸馏方式除去亚磷酸三乙酯，将粗产物与三丁基溴硅烷(TMSBr，1.5mL)、1,4-二氧六环(20mL)共混，在氮气保护条件下常温搅拌20小时后除去溶剂，加入甲醇(10mL)搅拌12小时后，加入去离子水(1mL)，析出固体粉末，得到SAM4，合成路线如下：
对化合物SAM4进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.63(d,J＝7.2Hz,4H),7.56(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.24(m,16H),7.09-7.03(m,6H),4.84(s,4H),2.84-2.78(m,4H),2.04-1.99(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM4，进一步采用如下公式计算产物SAM4的收率为36％。
产率＝产物SAM4的摩尔数/化合物8的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM5，具体制备方法如下：
步骤(1)：参照实施例1中有机化合物SAM1的制备步骤(1)，将化合物1替换为等摩尔数量的化合物9(CAS No.:525602-17-9)，反应后得到化合物10，合成路线如下：
对化合物10进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.66(d,J＝7.2Hz,8H),7.52(d,J＝7.2Hz,12H),7.38-7.25(m,20H),4.04-3.99(m,8H),2.86-2.81(m,8H),2.58-2.53(m,8H),1.09-1.05(m,12H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物10的收率为54％。
产率＝化合物10的摩尔数/化合物9的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物10(1mmol)溶解在四氢呋喃(10mL)中，与氢氧化钠水溶液(NaOH，2M，10mL)共混，在75℃加热20h后，滴加浓盐酸至溶液pH<1时，收集沉淀获得SAM5，合成路线如下：
对化合物SAM5进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,4H),7.66(d,J＝7.2Hz,8H),7.52(d,J＝7.2Hz,12H),7.38-7.25(m,20H),2.86-2.81(m,8H),2.58-2.53(m,8H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM5，进一步采用如下公式计算产物SAM5的收率为78％。
产率＝产物SAM5的摩尔数/化合物10的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM6，具体制备方法如下：
步骤(1)：参照实施例1中有机化合物SAM1的制备步骤(1)，将化合物2替换为等摩尔数量的化合物11，反应后得到化合物12，合成路线如下：
对化合物12进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.37(d,J＝7.2Hz,4H),7.31(d,J＝7.2Hz,2H),7.24(d,J＝7.2Hz,4H),7.14(s,4H),7.08-7.05(m,4H),7.01-6.98(m,6H),6.80(d,J＝7.2Hz,2H),4.04-3.99(m,4H),3.23-3.19(m,4H),2.45-2.43(m,4H),1.10-1.05(m,6H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物12的收率为73％。
产率＝化合物2的摩尔数/化合物1的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物12(1mmol)溶解在四氢呋喃(10mL)中，与氢氧化钠水溶液(NaOH，2M，10mL)共混，在75℃加热20h后，滴加浓盐酸至溶液pH<1时，收集沉淀获得SAM6，合成路线如下：
对化合物SAM6进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.13(s,2H),7.37(d,J＝7.2Hz,4H),7.31(d,J＝7.2Hz,2H),7.24(d,J＝7.2Hz,4H),7.14(s,4H),7.08-7.05(m,4H),7.01-6.98(m,6H),6.80(d,J＝7.2Hz,2H),3.11-3.08(m,4H),2.43-2.40(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM6，进一步采用如下公式计算产物SAM6的收率为87％。
产率＝产物SAM6的摩尔数/化合物12的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例7
实施例7与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM7，具体制备方法如下：
步骤(1)：将化合物13(CAS:122-39-4、2.4mmol)、化合物14(CAS:3988-03-2、1mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3，0.2mmol)、叔丁醇钠(t-BuONa，10mmol)、特丁基膦(t-Bu3P，0.6mmol)、甲苯(50mL)混合，在氮气保护条件下加热110℃反应18h后，通过硅胶色谱层析柱进行分离得到化合物15，合成路线如下：
对化合物15进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J＝7.5Hz,4H),7.29-7.23(m,12H),7.08(d,J＝7.5Hz,8H),7.02-6.99(m,4H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物15的收率为67％。
产率＝化合物15的摩尔数/化合物13的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物15(1mmol)、N-溴代琥珀酰亚胺(NBS，4mmol)溶解在三氯甲烷(30mL)中，暗处室温下反应12h后加入水洗涤，并用二氯甲烷萃取，减压蒸发油相液体，得到的淡黄色粉末与1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(Pd(dppf)Cl2，0.4mmol)、醋酸钾(KOAc，8mmol)、联硼酸频那醇酯(9.6mmol)、1,4-二氧六环(50mL)共混，在氮气保护条件下85℃加热反应12小时后，通过硅藻土得到澄清的滤液，将滤液减压蒸馏后得到淡黄色固体。再将淡黄色固体和化合物2(4.8mmol)、四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4、0.1mmol)、甲苯(10mL)、碳酸钾水溶液(K2CO3、2mol/L，10mL)共混，在氮气保护条件下110℃加热反应48小时后，通过硅胶色谱层析柱进行分离后得到化合物16；合成路线如下：
对化合物16进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J＝7.5Hz,4H),7.62(d,J＝7.2Hz,8H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.27(m,20H),4.03-3.99(m,8H),2.87-2.83(m,8H),2.54-2.51(m,8H),1.10-1.07(m,12H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物16的收率为43％。
产率＝化合物16的摩尔数/化合物15的摩尔数×100％
步骤(3)：将化合物16(1mmol)溶解在四氢呋喃(10mL)中，与氢氧化钠水溶液(NaOH，2M，10mL)共混，在75℃加热20h后，滴加浓盐酸至溶液pH<1时，收集沉淀获得SAM7，合成路线如下：
对化合物SAM7进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,4H),7.71(d,J＝7.5Hz,4H),7.62(d,J＝7.2Hz,8H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.27(m,20H),2.75-2.71(m,8H),2.53-2.49(m,8H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM7，进一步采用如下公式计算产物SAM7的收率为68％。
产率＝产物SAM7的摩尔数/化合物16的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例8
实施例8与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM8，具体制备方法如下：
步骤(1)：将化合物15(1mmol)、N-溴代琥珀酰亚胺(NBS，4mmol)溶解在三氯甲烷(30mL)中，暗处室温下反应12h后加入水洗涤，并用二氯甲烷萃取，减压蒸发油相液体，得到的淡黄色粉末与1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(Pd(dppf)Cl2，0.4mmol)、醋酸钾(KOAc，8mmol)、联硼酸频那醇酯(9.6mmol)、1,4-二氧六环(50mL)共混，在氮气保护条件下85℃加热反应12小时后，通过硅藻土得到澄清的滤液，将滤液减压蒸馏后得到淡黄色固体。再将淡黄色固体和化合物6(4.8mmol)、四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4、0.1mmol)、甲苯(10mL)、碳酸钾水溶液(K2CO3、2mol/L，10mL)共混，在氮气保护条件下110℃加热反应48小时后，通过硅胶色谱层析柱进行分离后得到化合物17；合成路线如下：
对化合物17进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J＝7.5Hz,4H),7.62(d,J＝7.2Hz,8H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.27(m,20H),3.65-3.61(m,8H),3.07-3.04(m,8H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物17的收率为39％。
产率＝化合物17的摩尔数/化合物15的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物17(1mmol)、亚磷酸三乙酯(P(OEt)3，10mL)共混，在氮气保护条件下以160摄氏度加热20小时后，用减压蒸馏方式除去亚磷酸三乙酯，将粗产物与三丁基溴硅烷(TMSBr，1.5mL)、1,4-二氧六环(20mL)共混，在氮气保护条件下常温搅拌20小时后除去溶剂，加入甲醇(10mL)搅拌12小时后，加入去离子水(1mL)，析出固体粉末，得到SAM8，合成路线如下：
对化合物SAM8进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.71(d,J＝7.5Hz,4H),7.62(d,J＝7.2Hz,8H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.37-7.27(m,20H),4.77(s,8H),2.81-2.78(m,8H),2.04-1.99(m,8H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM8，进一步采用如下公式计算产物SAM8的收率为41％。
产率＝产物SAM8的摩尔数/化合物17的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例9
实施例9与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物SAM9，具体制备方法如下：
步骤(1)：将化合物13(2.4mmol)、化合物18(1mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3，0.2mmol)、叔丁醇钠(t-BuONa，10mmol)、特丁基膦(t-Bu3P，0.6mmol)、甲苯(50mL)混合，在氮气保护条件下加热110℃反应18h后，通过硅胶色谱层析柱进行分离得到化合物19，合成路线如下：
对化合物19进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.27-7.23(m,8H),7.14(d,J＝7.5Hz,8H),7.09-6.99(m,12H),6.85(d,J＝7.5Hz,4H),。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物19的收率为74％。
产率＝化合物19的摩尔数/化合物13的摩尔数×100％
步骤(2)：将化合物19(1mmol)、N-溴代琥珀酰亚胺(NBS，4mmol)溶解在三氯甲烷(30mL)中，暗处室温下反应12h后加入水洗涤，并用二氯甲烷萃取，减压蒸发油相液体，得到的淡黄色粉末与1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(Pd(dppf)Cl2，0.4mmol)、醋酸钾(KOAc，8mmol)、联硼酸频那醇酯(9.6mmol)、1,4-二氧六环(50mL)共混，在氮气保护条件下85℃加热反应12小时后，通过硅藻土得到澄清的滤液，将滤液减压蒸馏后得到淡黄色固体。再将淡黄色固体和化合物2(4.8mmol)、四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4、0.1mmol)、甲苯(10mL)、碳酸钾水溶液(K2CO3、2mol/L，10mL)共混，在氮气保护条件下110℃加热反应48小时后，通过硅胶色谱层析柱进行分离后得到化合物20；合成路线如下：
对化合物20进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.62(d,J＝7.2Hz,8H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.38-7.31(m,16H),7.15(d,J＝7.5Hz,4H),6.85(d,J＝7.5Hz,4H),4.03-3.98(m,8H),2.87-2.83(m,8H),2.54-2.51(m,8H),1.11-1.07(m,12H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物，进一步采用如下公式计算化合物20的收率为37％。
产率＝化合物20的摩尔数/化合物19的摩尔数×100％
步骤(3)：将化合物20(1mmol)溶解在四氢呋喃(10mL)中，与氢氧化钠水溶液(NaOH，2M，10mL)共混，在75℃加热20h后，滴加浓盐酸至溶液pH<1时，收集沉淀获得SAM9，合成路线如下：
对化合物SAM9进行核磁氢谱测试，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,4H),7.62(d,J＝7.2Hz,8H),7.55(d,J＝7.2Hz,8H),7.38-7.31(m,16H),7.15(d,J＝7.5Hz,4H),6.85(d,J＝7.5Hz,4H),2.75-2.71(m,8H),2.53-2.49(m,8H)。
综上结果可知：上述制备步骤成功获得了目标产物SAM8，进一步采用如下公式计算产物SAM9的收率为77％。
产率＝产物SAM9的摩尔数/化合物20的摩尔数×100％
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例10
实施例10与实施例1基本相同，不同之处仅在于太阳能电池的制备步骤2如下：
2、空穴传输层的制备：先将纳米氧化镍的甲醇溶液(10mg/mL)以2000rpm转速旋涂在第一电极11表面上，退火除去溶剂，形成厚度为30nm的氧化镍薄膜，然后将上述有机化合物SAM1溶于甲醇中，溶解后得到自组装分子溶液(1mg/mL)，并在氧化镍薄膜表面以3000rpm的转速旋涂，退火得到厚度5nm的自组装层，形成空穴传输层。
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例11
实施例11与实施例1基本相同，不同之处仅在于太阳能电池的制备步骤2如下：
2、空穴传输层的制备：将SAM1与D1(结构如下)质量比1：1共混，溶解在甲醇中，溶解后的SAM1和D1的质量浓度均为0.5mg/mL，溶解后得到自组装分子溶液(1mg/mL)，然后将自组装分子溶液在第一电极11表面上以3000rpm的转速旋涂，退火得到厚度5nm的空穴传输层12。
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
实施例12
实施例12与实施例10基本相同，不同之处仅在于：空穴传输层的制备过程中，不形成自组装层，只形成氧化镍薄膜，并在步骤3中的钙钛矿前驱液中加入SAM1，浓度为1mg/mL。
测试步骤与实施例1相同，具体结果请见表3。
对比例1
对比例1与实施例12基本相同，不同之处仅在于：空穴传输层的制备过程中，不形成自组装层，只形成氧化镍薄膜。
其余步骤与实施例12相同，具体结果请见表1。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物D1，具体结构如下：
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同之处仅在于：将空穴传输层的制备材料化合物SAM1替换成化合物D2，具体结构如下：
其余步骤与实施例1相同，具体结果请见表1。
各实施例及对比例中相关的物理参数及测试结果请见表1。
表1
分析上述表1中实验结果，对比实施例1～9和对比例1～3可知：采用本申请的有机化合物制备太阳能电池时，能提高太阳能电池的光电转化效率，且同时能提高贮存稳定性。
进一步分析实施例10～12可知，采用本申请的有机化合物制备太阳能电池时，既能起到空穴传输的作用，也能起到钝化作用，且不仅能作为单独的原料制备空穴传输层，也能与本领域传统的空穴传输材料配合使用制备空穴传输层，且本申请的有机化合物可以与本领域传统的空穴传输材料掺杂混合制备空穴传输层，也可以分别单独成膜层共同组成空穴传输层，均能同时起到空穴传输和钝化作用，提高太阳能电池的效率，例如分别单独形成膜层共同组成空穴传输层，采用有机化合物形成的膜层实际也相当于钝化层。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (20)

  1. 一种有机化合物，所述有机化合物如式(1)所示：
    m1～m4各自独立地选自0～5任一整数，且m1～m4中至少一个不为0，各Q1分别独立地选自H或*——(L2)n2-A，各A分别独立地选自H或含氧酸基团，且至少有一个Q1选自*——(L2)n2-A、至少有一个A选自含氧酸基团；
    各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-Si(R4R5)-、-PR6-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR7)-、-C(＝CR8R9)-以及如下L1～L8中的任意一种：
    Y1～Y6分别独立地选自-C(R10R11)-、-NR12-、-O-、-Si(R13R14)-、-PR15-、-S-、-As-、-Se-、-C(＝O)-、-C(＝S)-、-C(＝NR16)-或-C(＝CR17R18)-中的任意一种；
    各Z1～Z8分别独立地选自CR19或N；
    R1～R19分别独立地选自氢、卤素、-ORa、-OCORb、-NHCORc、-N(Rd)2、-SRe、-P(Rf)2、Rg中的任意一种；
    Ra～Rg分别独立地选自取代或未取代的成环原子数为6～15的芳香基、取代或未取代的成环原子数为5～15的杂芳香基、取代或未取代的碳原子数为1～5的烷基中的任意一种；
    *表示连接位点；n1～n2各自独立地选自1～10任一整数；
    或者，所述有机化合物为式(1)所示化合物的含氧酸根盐。
  2. 如权利要求1所述的有机化合物，其中，Y1～Y6分别独立地选自-CR10R11-、-NR12-、-O-、-S-、-C(＝O)-、-C(＝NR16)-或-C(＝CR17R18)-中的任意一种。
  3. 如权利要求1～2任一项所述的有机化合物，其中，Ra～Rg分别独立地选自成环原子数为6～10的芳香基、成环原子数为5～10的杂芳香基、碳原子数为1～5的烷基或被卤素取代的碳原子数为1～5的烷基中的任意一种。
  4. 如权利要求1～3任一项所述的有机化合物，其中，R1～R19分别独立地选自氢、卤素、碳原子数为1～5的烷基或被卤素取代的碳原子数为1～5的烷基。
  5. 如权利要求1～4任一项所述的有机化合物，其中，各L1和各L2分别独立地选自-C(R1R2)-、-NR3-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
    其中，R19分别独立地选自氢、卤素、-ORa、-OCORb、-NHCORc、-N(Rd)2、-SRe、-P(Rf)2、Rg中的任意一种；
    *表示连接位点。
  6. 如权利要求1～5任一项所述的有机化合物，其中，各L1分别独立地选自-CH2-、-O-、-C(＝O)-以及如下基团中的任意一种：
  7. 如权利要求1～6任一项所述的有机化合物，其中，各*——(L2)n2-A分别独立地选自如下基团中的任意一种：
    其中，L11选自碳原子为1～5的烷烃亚基；L12～L14分别独立地选自单键或碳原子为1～5的烷烃亚基。
  8. 如权利要求1～7任一项所述的有机化合物，其中，所述含氧酸基团选自膦酸基团、次磷酸基团、磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团、硼酸基团或硅酸基团中的任意一种。
  9. 如权利要求1～8任一项所述的有机化合物，其中，所述式(1)所示化合物的含氧酸根盐包括阴离子和阳离子，所述阴离子为所述式(1)所示化合物中的含氧酸基团中的至少一个醇羟基失去H形成，所述阳离子选自金属离子或NH4 +中的至少一种。
  10. 如权利要求1～9任一项所述的有机化合物，其中，所述有机化合物包括式(SAM1)～式(SAM9)所示化合物及式(SAM1)～式(SAM9)所示化合物的含氧酸根盐中的至少一种：

  11. 如权利要求1～10任一项所述的有机化合物作为钝化材料或空穴传输材料的应用。
  12. 一种太阳能电池，所述太阳能电池包括如权利要求1～10任一项所述的有机化合物。
  13. 如权利要求12所述的太阳能电池，其中，所述太阳能电池满足条件(1)～(3)中的一个或多个条件：
    (1)所述太阳能电池包括钙钛矿层，所述钙钛矿层包括所述有机化合物；
    (2)所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层；所述钙钛矿层和所述空穴传输层中的至少一层包括所述有机化合物；
    (3)所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，以及设于所述空穴传输层的至少一侧表面的钝化层；所述钙钛矿层、所述空穴传输层和所述钝化层中的至少一层包括所述有机化合物。
  14. 根据权利要求13所述的太阳能电池，其中，所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，所述空穴传输层包括所述有机化合物，所述有机化合物在所述空穴传输层中的质量占比为K1，0＜K1≤100％。
  15. 根据权利要求13任一项所述的太阳能电池，其中，所述太阳能电池包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，以及设于所述空穴传输层的至少一侧表面的钝化层，所述钝化层包括所述有机化合物，所述有机化合物在钝化层中的质量占比为K2，0＜K2≤100％。
  16. 根据权利要求13～15任一项所述的太阳能电池，其中，所述钙钛矿层包括所述有机化合物，所述有机化合物在所述钙钛矿层中的质量占比为K3，0.01％≤K3≤0.5％。
  17. 一种光伏组件，包括如权利要求12～16任一项所述的太阳能电池。
  18. 一种光伏系统，包括如权利要求17所述的光伏组件。
  19. 一种用电装置，包括如权利要求12～16任一项所述的太阳能电池和权利要求17所述的光伏组件中的至少一个。
  20. 一种发电装置，包括如权利要求12～16任一项所述的太阳能电池和权利要求17所述的光伏组件中的至少一个。
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