[发明专利]聚合物及其制备方法和太阳能电池

说明书

本发明提供了聚合物及其制备方法和太阳能电池，该聚合物具有式I所示的结构，该聚合物具有优异的界面修饰性能和抗水性以及较优异的电子传输性能，进而可以有效用于制备太阳能电池，不仅可以显著提高薄膜表面的疏水性能，从而保护中间活性层免受空气中水汽的影响，进而提高电池器件寿命，且可以用于大面积加工制备柔性电池器件。

技术领域

本发明涉及新型能源领域，具体地，涉及聚合物及其制备方法和太阳能电池。

背景技术

钙钛矿太阳能电池采用溶液加工的有机-无机杂化钙钛矿材料作为吸光活性层，这类材料具备强吸收、载流子迁移率高、载流子寿命长等特点而成为最有商业应用前景的材料。然而钙钛矿材料对空气中的水汽极其敏感，严重影响其器件在空气中的稳定性，进而限制其大规模应用。因此这类太阳能电池技术要真正实现商业化，还需要解决器件稳定性问题及找到可重复实现高效大面积器件的制备方法。

因此，现有的钙钛矿太阳能电池的相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有优异的界面修饰性能、抗水性、较优异的电子传输性能、可以有效用于制备太阳能电池、可以显著提高薄膜表面的疏水性能、保护中间活性层免受空气中水汽的影响、提高电池器件寿命，或者可以用于大面积加工制备柔性电池器件的聚合物。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种聚合物。根据本发明的实施例，该聚合物具有式I所示的结构，

其中，A和W各自独立的为氟代基团或具有界面修饰功能基团，所述界面修饰功能基团为-N(CH₃)₂、-N(CH₂CH₃)₂、羟基或甲氧基；R₁和R₂各自独立的为取代或未取代的亚烷基，所述取代的亚烷基是指所述亚烷基中至少一个氢被卤原子、羟基(-OH)、氨基(-NH₂)、烯基、炔基、芳基、酯基(-COOR₄，R₄为烃基)、巯基(-SH)、氰基(-CN)或硝基(-NO₂)取代，和/或至少一个亚甲基被氧原子(-O-)、亚氨基(-NH-)、砜基(-(S＝O)₂-)、羰基(-C(＝O)-)、亚烯基、亚炔基、亚芳基、-C(＝O)O-、硫原子(-S-)或亚硝基(-NO-)取代；Ar为芳香基团，且q为0-2的整数；或者Ar为π为共轭基团；m为0～3的整数；0<x<1，0<y<1，且x+y＝1；n为1～10000的整数。需要说明的是，本文中所提及的具有界面修饰功能基团是指能够改善电极与活性层之间界面性质的功能基团，具有调节金属功函和n-型掺杂活性层受体材料的作用；x和y是指共聚单元比例。发明人发现，根据本发明实施例的该聚合物，具有优异的界面修饰性能和抗水性以及较优异的电子传输性能，进而可以有效用于制备太阳能电池，不仅可以显著提高薄膜表面的疏水性能，从而保护中间活性层免受空气中水汽的影响，进而提高电池器件寿命，且可以用于大面积加工制备柔性电池器件。

根据本发明的实施例，所述氟代基团为全氟取代烃基、氟取代芳香环、氟取代环醚、氟取代脂环、氟取代桥环。

根据本发明的实施例，R₁和R₂各自独立的为取代或未取代的C_1-20亚烷基，所述取代的C_1-20亚烷基是指C_1-20亚烷基中至少一个氢被卤原子、羟基、氨基、烯基、炔基、芳基、酯基、巯基、氰基或硝基取代，和/或至少一个亚甲基被氧原子、亚氨基、砜基、羰基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、-C(＝O)O-、硫原子或亚硝基取代。