茚酮并螺芴苯胺型钙钛矿太阳能电池空穴传输材料的合成

发布时间：2023-10-26 15:22

　　钙钛矿太阳能电池的发现、发展和应用都离不开空穴传输材料,其中有机小分子空穴传输材料应用最为广泛,近年来引起了大家的广泛关注。新的高性能空穴传输材料的发现需要经过新分子的设计和合成、基本光电性能的分析以及进一步的优化改进其性能三个步骤。但是目前为止空穴传输材料的报道主要集中在以9,9’-螺二[芴](SBF)、螺[芴-9,9’-氧杂蒽](SFX)等单元作为核心的材料,材料类别有限,同时此类分子合成条件苛刻、产率低,发展受到限制,因此寻找新型的空穴传输材料是该领域面临的最大问题。针对此现状,本论文选用9,9’-螺二芴为结构单元,将茚酮基团引入骨架结构后,可以扩展π-共轭体系,有效的调节分子内电子结构并改善前线轨道能级,进而设计并合成了基于茚酮并螺芴为核,二苯胺或三苯胺为枝的三维结构分子SFD-TPA,SFD-OMe TPA,SFD-TAD和SFD-OMe TAD。在目标分子的制备过程中,涉及了酰基化反应、关环反应、还原反应、溴化反应、氧化反应、Suzuki-Miyaura偶联反应和Buchwald Hartwig偶联反应等共9步反应。所有产物均通过核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱以及红外光谱等...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 钙钛矿太阳能电池简介
        1.2.1 钙钛矿材料
        1.2.2 钙钛矿太阳能电池的器件结构
        1.2.3 钙钛矿太阳能电池的相关机理
        1.2.4 空穴传输材料
    1.3 有机分子空穴传输材料的研究现状及分析
        1.3.1 基于9,9'-螺二[芴]的空穴传输材料
        1.3.2 基于螺[芴-9,9'-氧杂蒽]的空穴传输材料
        1.3.3 基于4,4'-螺二[环戊二噻吩]的空穴传输材料
        1.3.4 基于螺叮芴的空穴传输材料
        1.3.5 其他螺环衍生物
        1.3.6 国内外文献综述的简析
    1.4 主要研究内容
第2章 实验材料与测试方法
    2.1 实验仪器与药品
    2.2 主要表征和测试方法
        2.2.1 组成与结构测试分析方法
        2.2.2 性质测试分析方法
第3章 茚酮并螺芴中间产物的合成
    3.1 9,9'-螺双[芴]-2,2'-二基双(2-碘苯基)甲酮(1)的合成
    3.2 12H,12'H-10,10'-螺双[茚并[2,1-b]芴]-12,12'-二酮(2)的合成
    3.3 12H,12'H-10,10'-螺双[茚并[2,1-b]芴](3)的合成
    3.4 2,2',8,8'-四溴-12H,12'H-10,10'-螺双[茚并[2,1-b]芴](4)的合成
    3.5 2,2',8,8'-四溴-12H,12'H-10,10'-螺双[茚并[2,1-b]芴]-12,12'-二酮(5)的合成
    3.6 本章小结
第4章 茚酮并螺芴目标化合物的合成及性质表征
    4.1 二甲氧基三苯胺硼酸酯的制备
        4.1.1 4-溴-N,N-双(4-甲氧苯基)苯胺的合成
        4.1.2 二甲氧基三苯胺对甲氧基硼酸酯的合成
    4.2 四种目标化合物的合成
        4.2.1 SFD-TPA的合成
        4.2.2 SFD-OMe TPA的合成
        4.2.3 SFD-TAD的合成
        4.2.4 SFD-OMe TAD的合成
    4.3 量子化学计算
        4.3.1 分子的几何构型
        4.3.2 分子的能级
    4.4 光学性质
    4.5 电化学性质
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3856699