本申請涉及鈣鈦礦太陽能電池，尤其涉及一種化合物、鈣鈦礦太陽能電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦太陽能電池指采用鈣鈦礦材料作為吸光層材料的電池。由于鈣鈦礦材料具有高的光吸收系數(shù)、載流子遷移率、直接且可調(diào)控的光學(xué)帶隙等顯著性能優(yōu)勢，使得鈣鈦礦太陽能電池受到廣泛關(guān)注并迅速發(fā)展。然而，在現(xiàn)有的化合物無法與多種能級鈣鈦礦材料匹配。

2、因此，目前亟待解決化合物無法與多種能級鈣鈦礦材料匹配的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N化合物、鈣鈦礦太陽能電池和用電裝置，旨在解決空穴傳輸層無法與多種能級鈣鈦礦材料匹配的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的第一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種化合物，化合物應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳輸層、鈣鈦礦層或空穴傳輸層和鈣鈦礦層之間，化合物包括ar基團(tuán)、r基團(tuán)和y基團(tuán)，若干所述ar基團(tuán)連接形成主鏈，所述r基團(tuán)連接所述ar基團(tuán)，所述y基團(tuán)連接所述r基團(tuán)；其中，ar基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)包括噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)和/或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)，r基團(tuán)包括c0～c8的烷烴基，y基團(tuán)包括富電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)，n為大于等于1的整數(shù)。

3、本申請實(shí)施例提供的化合物以噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)作為骨架，噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)具有共軛骨架，形成載流子傳輸?shù)耐ǖ溃欣诳昭▊鬏?，富電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)通過c0～c8的烷烴基連接噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)化合物的軌道能級，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

4、在本申請任意實(shí)施方式中，ar基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)包括：

5、

6、中的至少一個(gè)。

7、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，ar基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)在上述范圍內(nèi)，形成的鏈結(jié)構(gòu)具有共軛骨架，形成載流子傳輸?shù)耐ǖ?，有利于空穴傳輸?/p>

8、在本申請任意實(shí)施方式中，y基團(tuán)包括—h2po3、—cooh、—nh2、—oh、—cho、—c＝noh、—cooch3、—och3、—f、—cl中的至少一個(gè)。

9、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，y基團(tuán)在上述范圍內(nèi)，y基團(tuán)通過c0～c8的烷烴基連接噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)化合物的軌道能級，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

10、在本申請任意實(shí)施方式中，化合物的分子量為10000～100000。

11、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，化合物的分子量在上述范圍內(nèi)，使得化合物具有合適的禁帶寬度，材料的成膜性好，有利于空穴傳輸，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

12、本申請采用的第二個(gè)技術(shù)方案是：提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括如前所述的化合物。

13、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，化合物以噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)作為骨架，形成載流子傳輸?shù)耐ǖ?，有利于空穴傳輸，噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)具有共軛骨架，富電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)通過c0～c8的烷烴基連接噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)化合物的軌道能級，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

14、在本申請任意實(shí)施方式中，在空穴傳輸層和鈣鈦礦層之間具有鈍化層，鈍化層包括如前所述的化合物。

15、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，化合物有利于空穴傳輸，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

16、在本申請任意實(shí)施方式中，空穴傳輸層包括如前所述的化合物。

17、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，本申請所提供的化合物有利于空穴傳輸，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

18、在本申請任意實(shí)施方式中，鈣鈦礦層包括鈣鈦礦材料和如前所述的化合物，化合物分散于鈣鈦礦材料中。

19、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，本申請所提供的化合物有利于空穴傳輸，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

20、在本申請任意實(shí)施方式中，本申請所提供的化合物和鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為1：3000～1：1000。

21、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，本申請所提供的化合物和鈣鈦礦材料的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)，可以有效鈍化鈣鈦礦體相的缺陷，同時(shí)，維持了鈣鈦礦原有α-相晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，通過控制化合物和鈣鈦礦材料的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)，有助于載流子傳輸和晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

22、在本申請任意實(shí)施方式中，化合物的最高占據(jù)分子軌道能級為-5.25～-5.41ev。

23、本申請實(shí)施例的技術(shù)方案中，本申請所提供的化合物有利于空穴傳輸，常見的有機(jī)無機(jī)鉛鹵鈣鈦礦的價(jià)帶能級在-5.3ev～-5.5ev，本案所提化合物最高占據(jù)分子軌道能級在-5.20ev～-5.41ev范圍，鈣鈦礦和化合物的能級相差在0.2ev之內(nèi)都有利于空穴在界面的傳輸，減少開壓損失，因此，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池100時(shí)，可以匹配價(jià)帶能級為-5.30～-5.50ev的鈣鈦礦材料，擴(kuò)大了鈣鈦礦材料的適用范圍。

24、本申請采用的第三個(gè)技術(shù)方案是：提供一種用電裝置，其包括如上所述的鈣鈦礦太陽能電池。

25、上述說明僅是本申請技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請的具體實(shí)施例。

技術(shù)特征：

1.一種化合物，所述化合物應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳輸層、鈣鈦礦層或空穴傳輸層和鈣鈦礦層之間，其特征在于，所述化合物包括ar基團(tuán)、r基團(tuán)和y基團(tuán)，若干所述ar基團(tuán)連接形成主鏈，所述r基團(tuán)連接所述ar基團(tuán)，所述y基團(tuán)連接所述r基團(tuán)；

2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，所述ar基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)包括：

3.如權(quán)利要求1或2所述的化合物，其特征在于，所述y基團(tuán)包括—h2po3、—cooh、—nh2、—oh、—cho、—c＝noh、—cooch3、—och3、—f、—cl中的至少一個(gè)。

4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的化合物，其特征在于，所述化合物的分子量為10000～100000。

5.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的化合物。

6.如權(quán)利要求5所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，在所述空穴傳輸層和所述鈣鈦礦層之間具有鈍化層，所述鈍化層包括所述化合物。

7.如權(quán)利要求5所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層包括所述化合物。

8.如權(quán)利要求5所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦層包括鈣鈦礦材料和所述化合物，所述化合物分散于所述鈣鈦礦材料中。

9.如權(quán)利要求8所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述化合物和所述鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為1：3000～1：1000。

10.如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述化合物的最高占據(jù)分子軌道能級為-5.25～-5.41ev。

11.一種用電裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求5～10任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化合物、鈣鈦礦太陽能電池和用電裝置，本申請實(shí)施例提供的化合物應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池的空穴傳輸層、鈣鈦礦層或空穴傳輸層和鈣鈦礦層之間，化合物以噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)作為骨架，噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)具有共軛骨架，形成載流子傳輸?shù)耐ǖ溃欣诳昭▊鬏?，富電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)通過C0～C8的烷烴基連接噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)或苯并噻吩類基團(tuán)的鏈結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)化合物的軌道能級，當(dāng)本申請?zhí)峁┑幕衔飸?yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池，可以匹配多種能級鈣鈦礦材料。

技術(shù)研發(fā)人員：尹昭怡,安心怡,賈博宇,陳俊超,郭永勝,陳晨,劉天宇,鄭義,顧帥,葉家寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德時(shí)代未來能源（上海）研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9