本申請涉及電池，特別是涉及一種有機化合物及其制備方法、空穴傳輸材料、鈣鈦礦電池及疊層電池。

背景技術(shù)：

1、在鈣鈦礦電池中，空穴傳輸材料作為鈣鈦礦吸光層與電極之間重要的傳輸層材料，不僅負責(zé)空穴的提取和傳輸，以提高鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率，還能修飾界面、阻擋電子的流動，以增強鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性能。然而，傳統(tǒng)的空穴傳輸材料的穩(wěn)定性能還有待進一步改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本申請?zhí)峁┝艘环N穩(wěn)定性能較好的有機化合物及其制備方法、空穴傳輸材料、鈣鈦礦電池及疊層電池。

2、本申請解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下。

3、本申請第一方面提供了一種有機化合物，所述有機化合物的結(jié)構(gòu)如式（i）所示：

4、

5、其中，n為10~1000的整數(shù)，ar選自式（ii）所示結(jié)構(gòu)中的一種：

6、

7、r1~r2分別獨立地選自取代或未取代的c1~c18烷基；

8、r3~r8分別獨立地選自氫、取代或未取代的c1~c18烷基、取代或未取代的c1~c18烷氧基、取代或未取代的c1~c18烷硫基、鹵素原子、三氟甲基、羥基、巰基、氰基、氨基及取代或未取代的c6~c18芳基中的一種；

9、m每次出現(xiàn)，分別獨立地選自1~4的整數(shù)；

10、x選自單鍵、氧原子、c(r9)2及nr10中的一種，r9~r10分別獨立地選自氫和取代或未取代的c1~c18烷基；

11、各所述取代的取代基分別獨立地選自c1~c4烷基、氨基、鹵素、硝基、羥基、巰基、羧基和氰基中的一種。

12、在其中一些實施例中，有機化合物中，r1~r2分別獨立地選自取代或未取代的c1~c4烷基；

13、和/或，r3~r8分別獨立地選自氫、取代或未取代的c1~c4烷基、取代或未取代的c1~c4烷氧基、鹵素原子、三氟甲基、羥基、巰基、氰基和氨基中的一種；

14、和/或，x選自單鍵、氧原子及c(r9)2中的一種，r9選自氫和取代或未取代的c1~c4烷基。

15、在其中一些實施例中，有機化合物中，r1~r2分別獨立地選自甲基和乙基中的一種；可選地，r1~r2均為甲基；

16、和/或，r3~r8分別獨立地選自氫、甲基和乙基中的一種；可選地，r3~r8均為氫；

17、和/或，r9選自甲基和乙基中的一種；可選地，r9為甲基。

18、在其中一些實施例中，有機化合物中，所述有機化合物的結(jié)構(gòu)如式（i-1）所示：

19、。

20、在其中一些實施例中，有機化合物中，ar選自式（ii-1）~式（ii-3）所示結(jié)構(gòu)中的一種：

21、。

22、本申請第二方面提供了一種有機化合物的制備方法，包括以下步驟：

23、將降冰片烯單體在催化劑的作用下進行聚合反應(yīng)，制備有機化合物；

24、所述降冰片烯單體的結(jié)構(gòu)如式（iii）所示，所述有機化合物的結(jié)構(gòu)如式（i）所示：

25、

26、其中，n為10~1000的整數(shù)，ar選自式（ii）所示結(jié)構(gòu)中的一種：

27、

28、r1~r2分別獨立地選自取代或未取代的c1~c18烷基；

29、r3~r8分別獨立地選自氫、取代或未取代的c1~c18烷基、取代或未取代的c1~c18烷氧基、取代或未取代的c1~c18烷硫基、鹵素原子、三氟甲基、羥基、巰基、氰基、氨基及取代或未取代的c6~c18芳基中的一種；

30、m每次出現(xiàn)，分別獨立地選自1~4的整數(shù)；

31、x選自單鍵、氧原子、c(r9)2及nr10中的一種，r9~r10分別獨立地選自氫和取代或未取代的c1~c18烷基；

32、各所述取代的取代基分別獨立地選自c1~c4烷基、氨基、鹵素、硝基、羥基、巰基、羧基和氰基中的一種。

33、在其中一些實施例中，有機化合物的制備方法中，所述降冰片烯單體的制備包括以下步驟：

34、將如式（iv）所示化合物、式（v）所示化合物和式（vi）所示化合物混合進行suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，制備所述降冰片烯單體；

35、

36、其中，y為鹵素原子。

37、本申請第三方面提供了一種空穴傳輸材料，包括第一方面提供的有機化合物或第二方面提供的制備方法制得的有機化合物。

38、本申請第四方面提供了一種鈣鈦礦電池，包括第一電極、空穴傳輸層、鈣鈦礦吸光層和第二電極，所述空穴傳輸層位于所述第一電極和所述鈣鈦礦吸光層之間，所述鈣鈦礦吸光層位于所述空穴傳輸層和所述第二電極之間，所述空穴傳輸層包括第三方面提供的空穴傳輸材料。

39、本申請第五方面提供了一種疊層電池，包括第四方面提供的鈣鈦礦電池。

40、本申請的有機化合物，基于聚降冰片烯主鏈結(jié)構(gòu)，通過同時引入烷氧基三苯胺和式（ii）所示結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈單元，使該有機化合物具有較高的熱穩(wěn)定性能。

41、將本申請的有機化合物作為鈣鈦礦電池的空穴傳輸材料，其遷移率較好，有利于空穴的提取和傳輸，且具有與鈣鈦礦相匹配、且較深的homo能級，可有效提升鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性能。

技術(shù)特征：

1.一種有機化合物，其特征在于，所述有機化合物的結(jié)構(gòu)如式（i）所示：

2.如權(quán)利要求1所述的有機化合物，其特征在于，r1~r2分別獨立地選自取代或未取代的c1~c4烷基；

3.如權(quán)利要求2所述的有機化合物，其特征在于，r1~r2分別獨立地選自甲基和乙基中的一種；可選地，r1~r2均為甲基；

4.如權(quán)利要求1~3任一項所述的有機化合物，其特征在于，所述有機化合物的結(jié)構(gòu)如式（i-1）所示：

5.如權(quán)利要求4所述的有機化合物，其特征在于，ar選自式（ii-1）~式（ii-3）所示結(jié)構(gòu)中的一種：

6.一種有機化合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的有機化合物的制備方法，其特征在于，所述降冰片烯單體的制備包括以下步驟：

8.一種空穴傳輸材料，其特征在于，包括如權(quán)利要求1~5任一項所述的有機化合物或如權(quán)利要求6~7任一項所述的制備方法制得的有機化合物。

9.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，包括第一電極、空穴傳輸層、鈣鈦礦吸光層和第二電極，所述空穴傳輸層位于所述第一電極和所述鈣鈦礦吸光層之間，所述鈣鈦礦吸光層位于所述空穴傳輸層和所述第二電極之間，所述空穴傳輸層包括如權(quán)利要求8所述的空穴傳輸材料。

10.一種疊層電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的鈣鈦礦電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種有機化合物及其制備方法、空穴傳輸材料、鈣鈦礦電池及疊層電池。有機化合物的結(jié)構(gòu)如式（I）所示：；其中，n為10~1000的整數(shù)，Ar選自式（II）所示結(jié)構(gòu)中的一種：；R<subgt;1</subgt;~R<subgt;2</subgt;分別獨立地選自取代或未取代的C<subgt;1</subgt;~C<subgt;18</subgt;烷基；R<subgt;3</subgt;~R<subgt;8</subgt;分別獨立地選自氫、取代或未取代的C<subgt;1</subgt;~C<subgt;18</subgt;烷基、取代或未取代的C<subgt;1</subgt;~C<subgt;18</subgt;烷氧基、取代或未取代的C<subgt;1</subgt;~C<subgt;18</subgt;烷硫基、鹵素原子、三氟甲基、羥基、巰基、氰基、氨基及取代或未取代的C<subgt;6</subgt;~C<subgt;18</subgt;芳基中的一種；m每次出現(xiàn)，分別獨立地選自1~4的整數(shù)；X選自單鍵、氧原子、C(R<subgt;9</subgt;)<subgt;2</subgt;及NR<subgt;10</subgt;中的一種，R<subgt;9</subgt;~R<subgt;10</subgt;分別獨立地選自氫和取代或未取代的C<subgt;1</subgt;~C<subgt;18</subgt;烷基；各所述取代的取代基分別獨立地選自C<subgt;1</subgt;~C<subgt;4</subgt;烷基、氨基、鹵素、硝基、羥基、巰基、羧基和氰基中的一種。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒勤,余勇,張昕宇,楊潔,徐孟雷,王俊淦
受保護的技術(shù)使用者：晶科能源（上饒）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/12