一种交联型有机电子传输层材料及其应用的制作方法

本技术涉及光电器件制备，尤其涉及一种交联型有机电子传输层材料及其应用。

背景技术：

1、虽然钙钛矿太阳能电池(pscs)的能量转换效率(pce)在过去十年中快速升至26.1％，但晶体缺陷、卤素离子迁移等影响器件长期稳定性差的问题，显著阻碍了pscs的光电转化性能提升和商业化应用的进展。

2、电子传输材料是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分，对提取光生电子、抑制界面复合、增强器件稳定性等方面具有重要的作用，富勒烯及其衍生物是使用最广泛的电子传输材料，但由于价格昂贵、能级可调性差，不适合大规模产业化应用。

3、非富勒烯类电子传输材料，如pdi和ndi及其聚合物，具有较高迁移率以及与钙钛矿具有较好的能级匹配度，成为取代富勒烯类电子传输材料的理想选择。聚合物电子传输材料相对于小分子具有更好的成膜性、更大的分子内共轭度，因而具有更高的本征载流子迁移率，但是聚合物的批次差异性和相对较窄的加工窗口，抑制了聚合物材料的应用。

4、需要说明的是，上述内容并不必然是现有技术，也不用于限制本技术的专利保护范围。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种交联型有机电子传输层材料及其应用，以解决或缓解上面提出的一项或更多项技术问题。

2、作为本技术实施例的一个方面，提供一种交联型有机电子传输层材料，所述交联型有机电子传输层材料是具有通式(ⅰ)的化合物：

3、

4、其中，r1选自氢原子、-no2、卤素、酰胺基、氰基、羧基、羰基、酯基、取代或未取代的c1～c20的直链或支链的烷基、取代或未取代的c3～c20的环烷基、-cm1or5、-cm1sr5中的一种；用于取代的取代基选自氘原子、卤素、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶基或嘧啶基中的至少一种；

5、所述r5选自氢原子、c1～c20的直链或支链的烷基、c3～c20的环烷基，且c1～c20的直链或支链的烷基、c3～c20的环烷基中的碳原子可选择性的被n、o、s中的至少一种所取代；所述m1表示0～10之间的整数；

6、或，所述r1选自结构式(ⅱ)：

7、

8、其中，l1、l2、l3、l4、l5、l6相同或不同的表示为c或n，所述r3选自氢原子、氘原子、氚原子、-no2、卤素、酰胺基、氰基、羧基、羰基、酯基、取代或未取代的c1～c20的直链或支链烷基、取代或未取代的c3～c20的环烷基、取代或未取代的c1～c20的烷氧基、取代或未取代的c1～c10的芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c40的芳基、取代或未取代的c6～c40的杂芳基中的一种；用于取代的取代基选自氘原子、卤素、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶基或嘧啶基中的至少一种；c1～c20的直链或支链的烷基、c3～c20的环烷基中的碳原子可选择性的被n、o、s中的至少一种所取代；所述m表示1～6之间的整数；当m为2～6之间的整数时，相邻的r3可互相连接成环或不成环；

9、r2选自如下结构中的至少一种：

10、

11、其中，n选自1～30之间的整数；

12、且当r1为苯基时，r2不为

13、优选地，所述r1选自c1～c10的直链或支链的烷基或结构式(ⅱ)

14、

15、所述结构式(ⅱ)的含义同上。

16、优选地，结构式(ⅱ)中，所述l1、l2、l3、l4、l5、l6均表示c原子；所述r3选自氢原子、氘原子、氚原子、-no2、卤素、酰胺基、氰基、羧基、羰基、酯基、取代或未取代的c1～c20的直链或支链烷基、取代或未取代的c3～c20的环烷基、取代或未取代的c1～c20的烷氧基、取代或未取代的c1-c10的芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c40的芳基、取代或未取代的c6～c40的杂芳基中的一种；用于取代的取代基选自氘原子、卤素、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶基或嘧啶基中的至少一种；c1～c20的直链或支链的烷基、c3～c20的环烷基中的碳原子可选择性的被n、o、s中的至少一种所取代；所述m表示1～6之间的整数；当m为2～6之间的整数时，相邻的r3可互相连接成环或不成环。

17、优选地，所述l1、l2、l3、l4、l5、l6均表示c原子；所述r3选自氢原子、取代的苯基、-no2、卤素、取代或未取代的c1～c20的直链或支链烷基、取代或未取代的c1～c10的烷氧基、取代或未取代的c1～c10的芳氧基、取代或未取代的芳胺基、取代或未取代的c6～c40的芳基、取代或未取代的c6～c40的杂芳基中的一种；用于取代的取代基选自氘原子、卤素、苯基、萘基、联苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶基或嘧啶基中的至少一种；c1～c20的直链或支链的烷基中的碳原子可选择性的被n、o、s中的至少一种所取代；所述m表示1～6之间的整数；当m为2～6之间的整数时，相邻的r3可以互相连接成环或不成环；所述卤素选自f原子、br原子、i原子中的至少一种。

18、优选地，所述结构式(ⅱ)选自如下结构中的中任一种：

19、

20、

21、其中，l1、l2、l3、l4、l5、l6、r3的限定同结构式(ⅱ)。

22、优选地，所述结构式(ⅱ)选自如下结构中的至少一种：

23、

24、其中，r3为卤素；所述卤素选自f原子、br原子、i原子中的至少一种。优选地，所述结构式(ⅱ)选自如下结构中的至少一种：

25、

26、其中，x选自氧原子、硫原子、氮原子中的一种；y1、y2相同或不同的表示为h原子或n原子。

27、优选地，所述r2选自如下基团中的任一种：

28、

29、优选地，所述交联型有机电子传输层材料选自如下结构中的任一种：

30、

31、

32、

33、作为本技术实施例的一个方面，提供一种上述交联型有机电子传输层材料的应用，所述交联型有机电子传输层材料用于制备光电器件。

34、优选地，所述光电器件包括钙钛矿太阳能电池、有机发光二极管中的一种。

35、作为本技术实施例的一个方面，提供一种钙钛矿太阳能电池，至少包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、空穴阻挡层和电极层，所述电子传输层含上述的交联型有机电子传输层材料。

36、本技术实施例采用上述技术方案可以包括如下优势：

37、本技术合成了一种交联型小分子电子传输材料，该材料中具有的1,4,5,8-萘四甲酸酐单元可以起到传输电子的作用，而具有两个交联位点的双键基团或环氧基团因其能够在钙钛矿薄膜表面发生高度交联，形成超薄的致密二维网格。不仅可以有效抑制钙钛矿薄膜表面的非辐射复合，还能提高钙钛矿薄膜的湿度稳定性。同时，其合成步骤简单，合成的小分子交联型电子传输材料用于制备钙钛矿电池。