【摘 要】
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随着非富勒烯受体和空穴传输材料的飞速发展，有机/钙钛矿太阳能电池近几年在器件性能上获得巨大突破。单节有机光伏的光电转换效率已突破17％，钙钛矿电池效率突破25％。本课题组近年来聚焦吡咯并二噻吩(DTP)稠合给体核的新型电子受体设计与器件应用。系统开展了分子工程、器件工程与物理研究，实现了光电转化效率15％以上的聚合物太阳能电池：提出稠环给体单元末端侧链化锁定分子构象，实现高效率免器件后处理的有机光
【出 处】
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2020第三届光电材料与器件发展研讨会
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随着非富勒烯受体和空穴传输材料的飞速发展，有机/钙钛矿太阳能电池近几年在器件性能上获得巨大突破。单节有机光伏的光电转换效率已突破17％，钙钛矿电池效率突破25％。本课题组近年来聚焦吡咯并二噻吩(DTP)稠合给体核的新型电子受体设计与器件应用。系统开展了分子工程、器件工程与物理研究，实现了光电转化效率15％以上的聚合物太阳能电池：提出稠环给体单元末端侧链化锁定分子构象，实现高效率免器件后处理的有机光伏；通过构建非对称稠环电子受体，实现分子构象锁定、高效率稳定有效太阳电池。
其他文献
苝酰亚胺类化合物具有优良的具有光、热及化学稳定性，而且，作为大共轭稠环结构化合物，其衍生物具有强的可见光范围吸收、高的荧光量子产率、高的电子迁移率和较低的电子能级等优势，但是，大的共轭也衍生出其分子急剧自聚集特性，形成大面积的π-π堆积，降低了这类分子的溶解性，影响了此类分子的进一步应用。
近些年来，有机太阳能电池因其具有重量轻、成本低和可大面积印刷等特点，受到了人们的广泛关注。有机太阳能电池活性层分子构筑和活性层共混体系相形貌的调控是有机太阳电池性能调控的关键难点问题。本文通过无规共聚方式将第三单元引入到聚合物受体材料和聚合物给体材料中，构筑了一系列新型三元聚合物受体材料或给体材料，并应用于有机太阳能电池活性层。
得益于在近红外吸收方面的突破,基于非富勒烯小分子受体的有机太阳能电池取得了超过16％的能量转换效率。然而,由于缺乏优秀的窄带隙n 型高分子受体,全聚合物太阳能电池效率相对较低。通过文献调研,我们明显发现,大部分高效率的高分子受体制备的全聚合物太阳能电池短路电流密度都小于19 mA cm-2,远低于非富勒烯小分子受体构建的有机太阳能电池。
本报告将介绍我们基于AIE 的分子内运动受限的机理，在全面分析现有AIE 分子体系的优缺点基础上，设计和制备新型的以四苯基苯(TPB)和四苯基吡嗪(TPP)及其衍生物的工作。同时，也将介绍这些AIE 分子在光电器件等方面的应用。
碳基钙钛矿太阳能电池(Carbon-electrode basing perovskitesolar cells,简称CPSCs)采用化学性质稳定的碳材料作为顶电极,使器件稳定性得到改善,但与传统金属电极器件相比,其光电转换效率(PowerConversion Efficiency,简称PCE)还存在较大差距(～30％)。近年来,本小组致力与CPSCs 的全低温制备与效率提升。
近年来聚合物太阳能电池的发展迅速，特别是非富勒烯电子受体的出现，极大地提高了光伏转换效率。非富勒烯电子受体化学结构复杂，分子排列形式多，聚集体多样化，有机太阳能电池的化学结构-聚集态形貌-光伏性能之间的关系并不是特别清晰，研究意义重大。我们发展了热场诱导聚集、溶剂诱导聚集等策略有效实现了对光伏半导体材料分子堆叠和聚集行为的调控，显著提高了器件效率，揭示了聚集态结构与高效率之间的关系，为理性的获取更
钙钛矿材料独特分子结构使其具有优越的电学和光学性能，例如直接带隙且带隙可调、吸收系数高且吸收波段覆盖紫外到近红外波段、载流子迁移率高且电子与空穴传输性能相对平衡等。这些优异性能使其不仅可应用于光伏领域，而且在光电探测器、发光二极管、激光等领域也有光明的应用前景，有望带来半导体科学领域的重大革新。
嵌段共聚物自组装所形成丰富的周期性图案化结构，为下一代功能材料的开发提供了丰富的平台。在自组装过程中，由于嵌段共聚物分子运动强烈依赖于其所处的环境，人们经常采取一些外场作用来诱导分子发生重排，以获得一定范围内的定向排列。光照作为刺激手段，在动态纳米结构的设计中具有诸多优点。
由于其优异的半导体性能和可溶液加工等特性，近年来共轭高分子的研究受到极大的关注。通常人们认为共轭主链间的π-π相互作用和有序排列影响其半导体性能，而烷基侧链仅仅会影响其溶解性。然而，近年来越来越多的实验表明，烷基侧链不仅会提高共轭高分子的溶解性，而且会影响共轭主链的有序排列，进而影响其半导体性能。
能够模仿生物神经元功能的生物兼容可贴合突触晶体管，是未来可穿戴计算、自适应脑机接口、脑功能拓展和修复等可附着/可植入电子产品的必备组成单元。实现这些新奇的应用，可贴合突触器件不仅需要在三维形变下依然保持稳定的电学性能，还要具有良好的表面附着性以实现在皮肤/器官等三维表面的无缝贴合。