一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴传输材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以间二硝基苯和氧化偶氮苯分别作为两个活性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴，R1为羟基和羧基的任何一种，n＝1～6，R2为氢原子，也可以为碳原子数小于6的烷烃。
【专利说明】-类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴 传输材料
[0001]【【技术领域】】：本发明属于太阳能电池【技术领域】，尤其是涉及一类双电荷有机空穴 传输材料在全固态量子点敏化太阳能电池中的应用。
[0002] 【【背景技术】】：量子点敏化太阳能电池采用窄帯隙的无机量子点（quantum dots， QDs)材料如CdSe、CdS等吸附在宽帯隙的无机半导体如二氧化钛上作为光阳极而制作的。 这种窄帯隙的无机量子点材料具有如下优点：l)QDs的帯隙可以通过改变颗粒的大小实现 可控调节，进而可以调控QDs的光谱响应范围，以达到和太阳光谱良好的匹配；2) QDs具有 高的摩尔消光系数，可以提高太阳光的利用率；3)量子点敏化太阳能电池可以利用热电子 产生多个电子空穴对，因此具有更高的理论转化效率（44% )。
[0003] 电解质作为量子点敏化太阳能电池的重要组成材料，一般是将氧化还原电对溶解 在特定的溶剂中制备。在电池的工作中，通过向QDs传递电子实现QDs的再生，并通过在 光阴极接受电子而使电池完成一个完整的循环。因此，电解质的性能对量子点敏化太阳能 电池的效率有着至关重要的影响。目前常用的电解质是以水为溶剂的多硫电解质。然而， 这种以水做溶剂的电解质不可避免的会存在挥发泄露的问题，严重影响了电池的稳定性， 很难满足实际应用的需要。采用有机空穴传输材料代替液态电解质可以组装成全固态量 子点敏化太阳能电池，能解决液态电解质的挥发泄露问题。目前报道的有机空穴传输材料 spiro-OMeDAT，也是从染料敏化太阳能电池中转借而来，并不能很好的满足量子点敏化太 阳能电池的需要，因此效率非常低（远远小于1% )，高效的有机空穴传输材料电解质还没 有被研制出来。
[0004] 用于量子点敏化太阳能电池的有机空穴传输材料应当具有：（1)较高的空穴迁移 率，能有效的实现电荷迁移，为了匹配量子点敏化电池热电子产生多个电子空穴对，空穴传 输材料最好有多个空穴传输中心，实现能级优化匹配；（2)有机空穴传输材料和多孔的二 氧化钛膜之间的接触要好；3)注入到二氧化钛膜内的电子和空穴传输材料中的空穴之间 的暗反应要小。
[0005] 基于此，本专利提出一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴传 输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以间二硝基苯和氧化偶氮苯分别作为两个活 性中心，在电池工作时，可以传输两个空穴。R 1为轻基或羧基的任何一种，一方面增加了空 穴传输材料和二氧化钛膜的接触性，另一方面，这种作用抑制了二氧化钛中的电子和空穴 传输材料中的空穴的复合，减小了暗反应，取得了良好的效果。对已公布的专利和文献进行 检索，未发现相关内容。本发明专利具有明显的实用性、新颖性和创新性。
[0006] 【
【发明内容】
】：在量子点敏化太阳能电池工作的时候，量子点敏化太阳能电池可以 利用热电子产生多个电子空穴对，因此，设计具有双电荷传输功能的有机空穴传输材料，能 够很好的匹配热电子产生多个电子空穴对的特征，这在以往的研究论文和专利中没有被提 出，本发明首次提出这一概念。作为实现载体，本发明提出了一类用于全固态量子点敏化太 阳能电池的双电荷有机空穴传输材料，其特征在于所述的有机空穴传输材料以具有以下的 分子结构，其中，间二硝基苯和氧化偶氮苯分别作为两个活性中心，在电池工作时，可以传 输两个空穴，R1为羟基和羧基的任何一种，η = 1?6, R2为氢原子，也可以为碳原子数小于 6的烷烃。
[0007]
【权利要求】
1. 一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴传输材料，其特征在于 所述的有机空穴传输材料以间二硝基苯和氧化偶氮苯分别作为两个活性中心，在电池工作 时，可以传输两个空穴，R1为羟基和羧基的任何一种，η= 1?6,R2为氢原子，也可以为碳 原子数小于6的烷烃
2. 根据权利要求1所述的一类用于全固态量子点敏化太阳能电池的双电荷有机空穴 传输材料，其特征在于量子点敏化太阳能电池是通过如下的步骤进行组装：首先将有机空 穴传输材料溶解在乙腈、二氯甲烷、乙醇任意一种溶剂中，配成浓度为〇. 01?〇. 5mol/L的 稀溶液；然后通过旋涂的方法滴加在量子点敏化太阳能电池的光阳极中，让溶剂挥发；最 后将金蒸发在上述的含有有机空穴传输材料的光阳极上得到完整的电池。
【文档编号】H01G9/20GK104319100SQ201410645035
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】李春生, 孙嬿, 史继富, 马雪刚, 王宏, 胡一雯, 毛晓亮, 李静, 王通, 张雪亚 申请人:河北联合大学