Page 22 - 《精细化工》2021年第3期

·442· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

ZHAO 等 [28] 以二 噻吩吡 咯并 苯并 噻二 唑
（DTPBT）受体基团为核心单元，分别与给电子基
团（三苯胺、吩噻嗪、烷氧基三苯胺）相连，合成
了 3 种 D-A-D 型空穴传输材料 HZ-1、HZ-2 和 HZ-3
（结构如下所示）。其中，吩噻嗪具有更好的平面性，
使得 HZ-2 分子呈现蝴蝶构型，增强分子之间的 π-π

相互作用，提高了空穴传输材料的空穴传输性能。
图 3 D-π-D 结构和 D-A-D 结构（a）及常见的给体和受
体单元（b） 因此，HZ-2 分子膜的空穴迁移率最高，为 4.80×
–4
2
Fig. 3 Configuration of D-π-D and D-A-D (a), and typical 10 cm /(V·s) ，高于掺 杂后的 Spiro-OMeTAD
donor and acceptor units (b) 〔2.17×10 –4 cm /(V·s)〕。基于 HZ-2 的 PSCs 器件获
2
得了较高的 PCE（14.2%），达到了相同条件下与
2.2 含苯并噻二唑（BT）结构的空穴传输材料
Spiro-OMeTAD 电池相当的水平（14.9%）。更重要
BT 作为平面性较好的杂环类化合物，具有较强
的是，HZ-2 具有最大的接触角（100°），表明其疏
的吸电子能力，是一种重要的有机合成中间体，被
水性更好，能够有效地减少水分在材料薄膜上的吸
广泛应用于染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池
等领域 [25-26] 。因此，研究人员尝试将 BT 引入到了 附，因此，基于 HZ-2 而制得的器件稳定性也最好。
在室温、20%的相对湿度下，未封装的 HZ-2 器件在
空穴传输材料中，并取得了良好的结果。
ZHOU 等 [27] 设计合成了 3 个以不同吸电子能力 280 h 内显示出良好的稳定性。

〔5，6-二辛氧基苯并噻二唑、苯并噻二唑（BT）、5，
6-二氟苯并噻二唑〕的受体单元为中心核、甲氧基
三苯胺给体单元为端基的空穴传输材料 B1、B2 和
B3（如下所示）。研究表明，吸电子基团的引入可
以降低传输材料的 HOMO 能级，中心核的吸电子能
力强弱变化（如 F 取代、引入给电子基团烷氧基）
能够有效调节器件的空穴迁移率。在无掺杂状态下，
基于 B3 的 PSCs 获得了 12.1%的 PCE，而相同条件
下，基于 Spiro-OMeTAD 无掺杂 PSCs 的 PCE 仅为
7.96%。另外，BT 核上引入烷氧基可以增强传输材

料的疏水性，提高 PSCs 器件的稳定性。因此，基 [29]
WU 等 设计合成了基于 BT 的 D-A-D 型小分
于 B1 的电池器件具有最好的稳定性，在 30%相对
子空穴传输材料 JY5（结构如下所示），以及参比分
湿度下放置 10 d 后仍能保持原始 PCE 的 90%。 子 X51，并将其应用在平面构型的 PSCs 中。JY5 分

子的能级与钙钛矿材料匹配较好，而且具有良好的
热稳定性以及空穴传输能力。以联苯为核心的空穴
传输材料 X51 的 PCE 为 13.20%，而在联苯核心单
元上引入吸电子基团 BT 后，PSCs 的 PCE 明显提高，
达到 16.87%。这是由于 BT 的引入可以提高 HTM
分子中心核的平面性，促进电荷传输，提高器件的