【摘 要】
:
有机太阳电池(Organic solar cells,OSCs)具有质轻、可溶液加工、可卷对卷加工、柔性、半透明等优点,在便携设备、建筑外墙、农业大棚等应用上表现出巨大的潜力。得益于科研工作者的不断努力,有机太阳电池经历了一系列的材料创新,制备工艺也日益成熟,器件效率也屡屡被刷新,目前OSCs的单结效率已突破19%。在众多优化策略中,无规共聚策略可在分子设计层面上实现对聚合物性能的精细调控,而三元
论文部分内容阅读
有机太阳电池(Organic solar cells,OSCs)具有质轻、可溶液加工、可卷对卷加工、柔性、半透明等优点,在便携设备、建筑外墙、农业大棚等应用上表现出巨大的潜力。得益于科研工作者的不断努力,有机太阳电池经历了一系列的材料创新,制备工艺也日益成熟,器件效率也屡屡被刷新,目前OSCs的单结效率已突破19%。在众多优化策略中,无规共聚策略可在分子设计层面上实现对聚合物性能的精细调控,而三元策略能在活性层构筑上对器件的形貌、吸收范围等进行改善。许多研究表明三元策略和无规共聚策略是有效提升有机太阳电池器件性能的方法。本论文采用三元共混策略与无规共聚策略相结合的思路,制备了以无规共聚物与非富勒烯受体为主体组成2D/1A三元活性层,探究无规共聚物在构筑2D/1A三元活性层中的效果,为构筑高效2D/1A三元器件提供参考。第二章研究了由PTQSi505和PTQSi525两种侧链无规共聚物与受体Y6-BO组成的2D/1A三元活性层的器件性能和形貌。侧链无规共聚物PTQSi505和PTQSi525中硅氧烷侧链含量不同,但具有相同的分子骨架,这保证了两者间的相容性。研究发现,硅氧烷侧链含量低的PTQSi505:Y6-BO体系在甲苯溶剂中表现出良好的成膜性和较弱的结晶性,而PTQSi525:Y6-BO则表现出较高的结晶度、非常粗糙的薄膜表面和较差的成膜性。具有双给体的PTQSi505:PTQSi525:Y6-BO三元器件的成膜性得到改善,且表现出最高的能量转换效率(16.18%),高于其二元器件的效率。三元器件中效率的提高主要归因于共混物中总硅氧烷侧链含量得到了微调,实现了结晶度与溶解度的平衡,减弱了活性层中的复合,增强了电荷传输能力。这展现了侧链无规共聚物在构筑三元活性层上的潜力。第三章探索了T10和T30两种主链无规共聚物给体与受体Y14共混的2D/1A三元器件。主链结构上的差异导致了T10和T30分子能级、聚集性、结晶度的差异,T10和T30共混的策略实现对活性层的结晶度、相分离尺度进行精细调控。T30能促进活性层中给受体的混合,从而形成更连续的互穿网络结构。三元共混能保持T10在提高薄膜结晶度方面的贡献,以及Y14提供高效的电子传输通道。T10、T30和Y14共混策略实现了对活性层形貌的微调,获得了15.51%的效率。这一研究进一步验证了无规共聚策略与三元策略结合的可行性。第四章针对主链无规共聚物T30和受体Y14共混时能级差过大、结晶度较弱的问题,尝试往T30:Y14体系中掺入液晶小分子给体BTR-Cl制备2D/1A三元器件,探究了含有不同BTR-Cl含量的器件的性能变化。小分子BTR-Cl与T30、Y14形成了能级的级联排列和吸收光谱的互补,T30:BTR-Cl:Y14共混体系可实现更高的开路电压以及更大的短路电流密度。BTR-Cl中的高结晶性促进了活性层形成更大的相分离,优化了器件形貌,提升了填充因子。经过掺入比例的优化,T30:BTR-Cl:Y14的最高效率达到了15.74%。采用合适的结晶小分子给体制备2D/1A三元的策略可同时提升器件的短路电流密度、开路电压、填充因子三个参数,是制备高效三元电池的有效途径。
其他文献
深静脉血栓形成(DVT)和肺动脉栓塞(PE)是同种疾病在不同阶段的表现形式,由于人口老龄化等因素导致其患病率呈不断上升趋势。近年来,随着对DVT认识的不断提高,DVT的治疗理念发生了变化。国内血管外科相关专家基于目前的临床试验结果、临床指南与临床经验,并结合国内现状,进行了多次深入探讨,就下肢深静脉血栓形成的病因、分型及腔内治疗方法等方面达成《急性下肢深静脉血栓形成腔内治疗专家共识》,为腔内治疗下
WC-Co硬质合金具有较高的硬度、耐磨性及耐腐蚀性,被广泛应用于建材、航空、电子通讯、精密磨具等领域。但是传统的硬质合金已经不能满足现代工业发展的需求,目前要求硬质合金不仅具有较高的硬度,同时还具有较高的韧性,这种高强度高韧性的“双高”硬质合金主要通过WC晶粒细化或通过改变WC形态等手段实现,从而制备出超细/纳米硬质合金或板状硬质合金。而本课题组前期基于等离子球磨技术采用W、C、Co粉末为原料,实
高富Ni含量NiTi合金因力学性能优异且抗腐蚀性能突出,在多种严苛服役条件下具有很大应用潜力。但目前因缺少马氏体相变诱发的形状记忆效应等相关研究,使其作为智能材料在驱动器件当中的应用严重受限。针对这一现状,本文系统研究了不同高富Ni含量NiTi合金成分及其热-力过程中Ni4Ti3相析出行为,并进一步探索了Ni4Ti3相生长行为对合金马氏体相变及由此引发的双程形状记忆效应的影响规律和微观机制,为深化
有机太阳电池(OSCs)和有机光电探测器(OPDs)具有质轻、价廉、柔性、半透明和可卷对卷大面积加工等独特优势,近几十年来引起了科研人员的广泛关注和研究投入。体异质结(BHJ)由给体和受体共混形成,是目前OSCs和OPDs最主流的活性层结构。为了实现高性能的光伏性能和光电探测性能,调控出理想的BHJ共混形貌是关键所在。本文从形貌调控的角度出发,结合了材料体系组合和器件加工优化,研究了活性层形貌对O
SiO2气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构,且在孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米非晶固态材料。得益于其独特的纳米多孔结构和孔隙分布特征,SiO2气凝胶具有低密度、低导热系数、高孔隙率和高比表面积等优异的性能,是近年来最具应用前景的材料之一。然而,采用四烷氧基硅烷或水玻璃为前驱体制备的传统SiO2气凝胶的骨架纤细脆弱,气凝胶材料机械性能较差且遇水易失效,限制了其在各应用领域的推广与发展。因此,对传统S
21世纪以来,全球对化石能源的使用量急速飙升。其过度的开发利用使得能源紧缺、温室效应、酸雨危害等问题接踵而至,严重影响着人类未来的生存。为解决能源问题,早日实现碳达峰与碳中和的碳排放计划,需要开发清洁可再生的绿色能源。太阳能是清洁安全、储量庞大和源源不断的绿色能源,具有重要的开发潜力。有机太阳电池(OSCs)是将太阳能转化为电能的产能器件,由于其质轻、柔性、半透明、可喷墨打印等特点,在集成式光伏玻
聚集诱导发光(AIE)是荧光分子聚集后其荧光强度增强的现象,这种光学特性使AIE型荧光探针受到了广泛的关注。一些AIE型荧光探针具有灵敏度高、光稳定性好等特点,令其在物质分析检测方面具有较强的优势。本研究设计并制备了两种AIE型的分子荧光探针,分别应用于甲醛和粘度的检测,主要内容如下:(1)基于三苯基乙烯荧光团,设计并制备了AIE型荧光探针TS-FA-NH2,并用于甲醛的灵敏检测。在三苯基乙烯骨架
目的 考察抗氧化剂N乙酰半胱氨酸(NAC)对四氯化碳(CCl4)所致的大鼠急性肝损伤的保护机制研究。方法 将4~6周龄的SPF级SD雄性大鼠随机分为A、B、C三组,分别为模型组、对照组和NAC治疗组。本实验制备经典CCl4大鼠急性肝损伤模型,通过腹腔注射浓度为10%的CCl4橄榄油溶液10 ml/kg建立SPF级SD大鼠急性肝损伤的模型,CCl4注射前30 min、给药后6、12 h分别给腹腔注射
金属卤化物钙钛矿材料由于具有荧光量子产率高、光学带隙可调、发光光谱窄和可低成本制备等优异的特性,成为了发光领域的研究热点。近年来钙钛矿发光二极管(Pe LEDs)的性能得到了大幅提升,构筑具有多量子阱结构的准二维钙钛矿是开发高性能Pe LEDs的有效方法之一,而大尺寸有机阳离子是制备准二维钙钛矿的关键组分,对调节准二维钙钛矿的薄膜结构和光电性能具有重要作用。本文通过引入单氟取代的苯乙胺离子来调节铯
以优秀传统文化教育增强青少年文化自信,既是传承优秀传统文化的需要,又是夯实“四个自信”之根基的需要。在此过程中,应该树立“以文化人”的教育理念,确定正确的教育资源观和教育过程观;建立“大文化”的课程体系,多元构建教育载体,合理设置课程结构;实施“以旧唤新”的育人思路,增强传统文化的知识活性,提升传统文化的浸润力度;夯实“言传身教”的育人根基,提升教师专业素养,建构多元一体的教学共同体。