非富勒烯有机太阳能电池的聚集态调控及器件研究

来源 :2020第三届光电材料与器件发展研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chm200630990203
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  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,为理性的获取更高的效率提供了借鉴思路。
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2014 年的诺贝尔物理奖奖励新型节能发光二极管,它的实现是通过一种无机宽禁带半导体氮化镓的突破,体现出半导体工业对现代社会发展的巨大贡献。有机发光二极管(organic light-emitting diodes,OLEDs)也同步发展,具有轻薄、柔性、易于大面积制备的优点。低成本、高性能的有机宽禁带蓝光材料的开发和相关理论研究是有机电子学领域实现全色显示与白光照明的基础。
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近年来,有机太阳能电池的能量转换效率快速提升,已经突破了18%。如经典的ITIC,大部分小分子受体材料的核都具有五元环桥结构,而基于六元桥环给体核的小分子受体材料的报道较少。我们设计合成了一种新型小分子受体FPIC6,其以六元环桥相连的芘-噻吩并[3,2-b]噻吩为中心核,5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮(2FIC)为端基。
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Fluorination is one of the effective approaches to alter the organic semiconductor properties that impact the performance of the organic solar cells(OSCs).Positive effects of fluorination are also rev
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二氧化碳作为温室效应的重要气体组成,同时又是丰富优良的的碳一资源,因此如何高效且绿色的捕集和转化二氧化碳一直是近年来的研究热点。二氧化碳作为无毒无害的且结构简单的碳一资源经常被应用到有机合成中,制备多种精细化学品、燃料和基础材料等,也是常用的羧基化和羰基化试剂。
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有机自由基及其磁学性质是光电磁功能材料与有机自旋电子学十分关注的、富有挑战性的一个前沿科学领域,其研究很大程度上依赖于新型电子材料的发现与研发。其中,自由基共轭分子因其未成对或弱成对的电子有效离域于大π体系,降低了单个原子所承载的自旋电子密度,因此分子体系的热力学稳定性显剧增强,可能成为下一代有机光电磁功能材料。
会议
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。
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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。
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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。
会议
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。
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