Page 28 - 《精细化工》2021年第3期

·448· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

稳定性、低成本、平面稠环结构、分子间氢键以及 的环境中 500 h 后，其效率仅下降了 15%。
较高的载流子迁移率等优点，被广泛应用于光电领
域 [44-45] 。因此，PRASHANT 等 [46] 以喹吖啶酮受体单
元为中心核，分别连接 3 个不同的末端基团（苊烯、
三苯胺、二苯胺），设计合成了 3 种 D-A-D 型小分
子空穴传输材料 ACE-QA-ACE、TPA-QA-TPA 和
DPA-QA-DPA（结构如下所示）。喹吖啶酮单元共轭
主链中两个吸电子羰基的存在，能降低 HTM 分子
的 HOMO 能级，减小 HOMO 能级与钙钛矿价带之
间的能量偏移，有利于提高电池器件的开路电压。
同时，苊烯基团更强的给电子能力使得 ACE-QA-
ACE 具有更低的 HOMO 能级（–5.59 eV）和更高的
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空穴迁移率〔2.3×10 cm /(V·s)〕，因此获得了最高
的 PCE 和稳定性，以 ACE-QA-ACE 为空穴传输材
料制备的介孔型 PSCs 的 PCE 为 18.2%，明显高于
掺杂后 Spiro-OMeTAD 的 PCE（15.2%）以及相同
条件下基于 TPA-QA-TPA 和 DPA-QA-DPA 的 PCE
（16.6%和 15.5%）。在高湿度的环境下材料的稳定
性是测试材料稳定性的一个重要指标。在未封装状
态下，基于 ACE-QA-ACE 的器件在相对湿度为 75%
的黑暗环境中放置 30 d 后，其效率仍能保持初始效
率的 80%，而相同条件下 Spiro-OMeTAD 的 PCE 衰
减为初始效率的 13%。 [48]
ZHU 等 以二苯甲酮和二吡啶基酮受体单元
为中心核，以 2,7-取代的咔唑衍生物为端基，设计
合成了两个 D-A-D 型空穴传输材料 BP-DC 和
PT-DC（结构如下所示）。两种 HTM 分子均具有良
好的热稳定性和匹配的能级，有利于空穴的传输和
抑制电荷复合。由于二吡啶基酮基团更强的吸电子
能力，使得 PT-DC 分子相比于 BP-DC 具有更低的
HOMO 能级（–5.29 eV）。此外，PT-DC 分子具有更
强的分子间作用力、更好的薄膜质量以及更高的空
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穴迁移率〔6.15×10 cm /(V·s)〕。因此，基于 PT-DC
的器件获得了 18.27%的 PCE，高于相同条件下基于

ABATES 等 [47] 以 4-二氰基乙烯基-4H-环戊烷基 BP-DC 的器件性能（PCE 为 16.70%），且具有较小
的迟滞现象。文献作者认为，二吡啶基酮相比于二
[2,1-b;3,4-b′]二噻吩（DiCN-CPDT）受体单元作为中
苯甲酮更适合作为中心核用于构建 D-A-D 型小分子
心核，甲氧基三苯胺给体单元为端基设计合成了三
空穴传输材料。
种 D-A-D 型空穴传输材料 YC-1、YC-2 和 YC-3（结
构如下所示）。与其他两个空穴传输材料相比，YC-1
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具有更大的空穴迁移率，为 1.92×10 cm /(V·s)，能
够形成表面无针孔且均匀致密的薄膜。基于 YC-1
的 PSCs 的 PCE 为 18.03%，填充因子为 0.74，开路
电压为 1.03 V，与参比空穴传输材料 Spiro-OMeTAD
相当（PCE 为 18.14%），且基本无滞后性。另外，
YC-1 有更大的接触角（96°），使薄膜具有更好的疏
水性，从而增加了相应电池器件的稳定性，在未封
装状态下，将基于 YC-1 的器件置于相对湿度为 30%