简述
(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸是一种分子式为C16H18NO5P，分子量为335.29的有机膦配体。综合大量文献报道，该化合物常用于钙钛矿薄膜的均匀成型与性能提升研究，对于钙钛矿太阳能电池工业具有重要意义[1]。
制备工艺
(2‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基)膦酸是一类含磷酸基团的咔唑衍生SAM材料，目前，该单体的直接制备方法主要以咔唑及其衍生物与二取代卤代烷烃为起始原料，经过烷基化、萃取、干燥除水、浓缩、重结晶等步骤后，再与亚磷酸三乙酯反应，最后在碱性条件下脱酯并调酸，最终得到目标产物。然而，这一合成路径存在以下缺点：原材料价格昂贵、操作步骤繁杂冗长、磷酸乙酯碱性水解不彻底、反应条件苛刻等，导致成本过高以及设备选型困难，不利于大规模量化生产[1]。因此，提供一种高效制备(2‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基)膦酸的工艺方法具有重要意义。
见于文献报道的优化工艺包括如下步骤：在碱性条件下，在3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑溶液中，加入卤代膦酸酯类化合物进行反应，反应结束后加入盐酸水溶液进行酸解脱脂，最后萃取、回流吸附、打浆纯化得到(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸。该工艺方法采用3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑作为起始物料，通过一锅法反应实现目标产物的合成，反应条件温和，所用原材料无毒且易于获得，合成工艺简单，操作便捷，分离收率高，适合工业推广[1]。
应用与研究
钙钛矿太阳能电池技术领域公开了一种提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法。首先，采用含有水汽，氮气以及氧气的混合气体对基底电极进行等离子处理。具体地，以(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸作为制备空穴传输层的前驱体材料，在处理后的基底电极上制备出空穴传输层，然后依次制备出钙钛矿吸光层，电子传输层，空穴阻挡层以及金属电极，得到钙钛矿太阳能电池。该发明有效地提升了玻璃基片表面的羟基自由基的浓度，提高了表面的浸润性，进而提升SAM的覆盖率，从而提高钙钛矿的结晶度[2]。
此外，钙钛矿器件衬底对于钙钛矿太阳能电池技术领域同样至关重要。研究发现，自组装小分子层(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸修饰氧化镍后，表面与钙钛矿失配，通过离子液晶1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐修饰埋底界面，改善界面接触，与碘化铅相互作用，提升晶体质量和极小化电压损失，可以使钙钛矿太阳电池开路电压从1.10 eV提升到1.15 eV，光电转换效率从19.48%提升到20.81%，这为反型钙钛矿太阳电池的埋底界面工程提供了新的思路[3]。
参考文献
[1]沈京华,张念椿,周炎,等.制备(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸的工艺方法:202510144713[P].
[2]佚名.提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法,钙钛矿太阳能电池及其制备方法:CN202410409444.4[P].
[3]胡可馨,于华,陈靖禹.基于离子液晶的钙钛矿界面工程提升开路电压[J].化工设计通讯, 2024, 50(11):134-135.