Spiro-MeOTAD（2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴）是一種黃色固體有機(jī)化合物，化學(xué)式為C??H??N?O?，分子量為1225.43。其分子結(jié)構(gòu)包含一個螺環(huán)結(jié)構(gòu)，即兩個苯環(huán)通過一個碳原子連接，形成穩(wěn)定的三維構(gòu)型。這種有機(jī)小分子材料通過其螺環(huán)中心結(jié)構(gòu)形成正交空間構(gòu)象，有效阻斷分子間的π-π堆積，賦予了它高熱穩(wěn)定性、良好的電子親和性和較高的載流子遷移率，使其成為光電器件中重要的功能材料。
Spiro-MeOTAD易溶于氯苯、甲苯、二氯甲烷等常用有機(jī)溶劑，溶解度可達(dá)100-200 mg/mL，能制備均勻的溶液，滿足旋涂、刮涂等低成本薄膜制備工藝；在可見光區(qū)域（400-760 nm）的透光率高達(dá)85%以上，幾乎不吸收可見光，不會與鈣鈦礦吸光層競爭光吸收，確保更多光線進(jìn)入鈣鈦礦層用于發(fā)電。
應(yīng)用領(lǐng)域
1. 太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池：作為空穴傳輸材料（HTM），Spiro-MeOTAD能高效提取并傳輸光生空穴，與鈣鈦礦層形成良好的能級匹配，顯著提升電池的光電轉(zhuǎn)換效率。通過摻雜（如添加Li-TFSI和TBP）可進(jìn)一步提高其電導(dǎo)率和空穴遷移率，是目前鈣鈦礦太陽能電池中應(yīng)用最廣泛的HTM之一。采用Spiro-MeOTAD作為空穴傳輸層的鈣鈦礦電池，實驗室效率已突破26%，接近傳統(tǒng)晶硅電池的效率水平，是高效鈣鈦礦電池（尤其是單節(jié)電池、鈣鈦礦/晶硅疊層電池）的主流選擇。
染料敏化太陽能電池（DSSC）：可用于替代傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)，作為固態(tài)空穴傳輸材料，提高電池的穩(wěn)定性和效率，尤其在納米孔TiO?薄膜中表現(xiàn)出良好的補(bǔ)孔性能。
2. 有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）
Spiro-MeOTAD的高遷移率和良好的電子性質(zhì)使其成為OLED器件中空穴傳輸層的理想材料。它能有效促進(jìn)空穴注入和傳輸，提高OLED的亮度、效率和壽命，同時降低功耗，廣泛應(yīng)用于OLED顯示器和照明設(shè)備中。
3. 光電探測器
在光電探測器中，Spiro-MeOTAD可作為光敏層或空穴傳輸層，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。例如，與硒微米管（Se-MT）復(fù)合形成的異質(zhì)結(jié)型光電探測器，具有寬光譜響應(yīng)范圍（350-800 nm）、高開關(guān)比和自驅(qū)動特性，適用于低功耗、便攜式光電探測設(shè)備。
4. 有機(jī)場效應(yīng)晶體管（OFET）
其優(yōu)異的電荷傳輸性能使其在OFET中作為半導(dǎo)體層或空穴傳輸層，有助于提高器件的開關(guān)速度和載流子遷移率，推動柔性電子器件和集成電路的發(fā)展。
Spiro-MeOTAD憑借其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和卓越的光電性能，在太陽能電池、OLED、光電探測器和OFET等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛應(yīng)用前景。盡管其穩(wěn)定性仍面臨挑戰(zhàn)，但通過分子工程、界面優(yōu)化和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計等策略，其性能不斷提升，為光電器件的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化提供了有力支持。
滬公網(wǎng)安備31011402010658號