非富勒烯受体有机太阳能电池稳定性研究进展 被引量：1

1

作者 郭雅雯 李大伟 +1 位作者 高杨 李翠红 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期15-19,共5页

近年来,基于非富勒烯受体(NFAs)的有机太阳能电池(OSCs)取得了迅猛的发展。单异质结OSCs的光电转换效率(PCE)已突破19%,这进一步推动了有机光伏技术的商业化进程。光电转换效率的快速提升源于活性层材料的创新开发、器件工程的优化以及... 近年来,基于非富勒烯受体(NFAs)的有机太阳能电池(OSCs)取得了迅猛的发展。单异质结OSCs的光电转换效率(PCE)已突破19%,这进一步推动了有机光伏技术的商业化进程。光电转换效率的快速提升源于活性层材料的创新开发、器件工程的优化以及对器件物理的更深刻理解。然而,稳定性问题已成为制约其商业化的一个主要因素。目前,关于活性层材料和电池器件稳定性的研究仍相对有限。在本综述中,我们对NFA-OSCs不稳定性的机理进行了简要介绍,包括NFAs的光氧化降解、不稳定的共混薄膜形貌以及界面层诱导的NFAs不稳定性。同时,我们总结了近年来国内外关于提高NFA-OSCs稳定性的研究策略。期望本综述能为实现高效、稳定的NFA-OSCs提供有益的指导。 展开更多

关键词 有机太阳能电池 非富勒烯受体 内部不稳定性 光氧化降解 形貌不稳定性 界面层

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基于非富勒烯受体的溶液加工型全小分子太阳能电池研究进展 被引量：5

2

作者 何畅 侯剑辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1202-1210,共9页

有机太阳能电池(OPV),具有质量轻、可成本低制备等优势,是一种具有实际应用潜力的光伏技术。有机太阳能电池活性层可以由共轭聚合物或溶液可加工的小分子材料(给体与受体)共混组成。由于小分子材料具有明确的分子结构,纯度可控及无批次... 有机太阳能电池(OPV),具有质量轻、可成本低制备等优势,是一种具有实际应用潜力的光伏技术。有机太阳能电池活性层可以由共轭聚合物或溶液可加工的小分子材料(给体与受体)共混组成。由于小分子材料具有明确的分子结构,纯度可控及无批次差别影响的特点;并结合近年来非富勒烯小分子受体的快速发展,使得非富勒烯全小分子(NF-SM-OPV)电池研究受到广泛关注。由于大部分A-D-A型非富勒烯受体分子具有各向异性的特点,这使激子解离和电荷传输,很大程度上受分子间堆积方式的影响,导致非富勒烯全小分子电池活性层形貌调控更加复杂。虽然非富勒烯小分子太阳能电池具有非富勒烯受体材料和小分子材料的双重优势,但高效率非富勒烯小分子太阳能电池的制备,仍具有很大挑战。因此,本文总结近年来高性能非富勒烯小分子太阳能电池的相关进展。着重介绍针对非富勒烯受体的给体小分子材料设计工作,并在此基础上近一步讨论非富勒烯小分子太阳能电池面临的挑战与展望。 展开更多

关键词 有机太阳能电池 溶液可加工 非富勒烯受体 宽带隙小分子 本体异质结

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非富勒烯受体有机光伏体系的激发态动力学 被引量：2

3

作者 张圣兵 张春峰 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2022年第1期27-33,共7页

受益于非富勒烯受体的不断发展,近年来有机光伏器件的性能得到长足进步。传统富勒烯受体有机光伏体系下建立起来的电荷拆分和能量损耗模型,不完全适用于非富勒烯受体体系。我们利用超快光谱学方法,发现在模型体系中,非富勒烯受体畴内非... 受益于非富勒烯受体的不断发展,近年来有机光伏器件的性能得到长足进步。传统富勒烯受体有机光伏体系下建立起来的电荷拆分和能量损耗模型,不完全适用于非富勒烯受体体系。我们利用超快光谱学方法,发现在模型体系中,非富勒烯受体畴内非局域激发态代替界面电荷转移态介导了电荷拆分的空穴转移通道,在很小的驱动能下实现高效电荷拆分。非富勒烯体系中双分子复合过程在能量损耗中扮演重要角色,分子氟化设计可以改变能级排列,抑制双分子复合产生的三线态,从而抑制损耗。分子间相互作用调控关键能级位置,可用以调控非富勒烯光伏体系光电流产生机制,有效抑制损耗通道,进一步提升有机光伏体系的效率。 展开更多

关键词 非富勒烯受体 有机光伏 超快光谱 电子转移动力学

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基于二噻吩并吡咯π桥的窄带隙非富勒烯受体材料在有机太阳能电池中的应用 被引量：4

4

作者 张小梅 李淼淼 +2 位作者 王琪 江宇 耿延候 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1023-1034,共12页

以不同烷基取代的二噻吩并吡咯(DTP)为π桥,连接吲哒省并二噻吩(IDT)中间单元和氰基茚酮(IC)或二氟代氰基茚酮(2F-IC)末端基团,设计并合成了6个窄带隙的非富勒烯受体材料。其中,IDTDTP-C2C2-H和IDTDTP-C2C2-F中的DTP单元以1-乙基丙基为... 以不同烷基取代的二噻吩并吡咯(DTP)为π桥,连接吲哒省并二噻吩(IDT)中间单元和氰基茚酮(IC)或二氟代氰基茚酮(2F-IC)末端基团,设计并合成了6个窄带隙的非富勒烯受体材料。其中,IDTDTP-C2C2-H和IDTDTP-C2C2-F中的DTP单元以1-乙基丙基为侧链,IDTDTP-C6C6-H和IDTDTP-C6C6-F中的DTP单元以1-己基庚基为侧链,IDTDTP-C12-H和IDTDTP-C12-F中的DTP单元以十二烷基为侧链。6个分子均具有较窄的光学带隙(1.37~1.44 eV)。相比于以IC为末端基团的分子(IDTDTP-C2C2-H、IDTDTP-C6C6-H和IDTDTP-C12-H),由于氟原子的拉电子效应,以2F-IC为末端基团的分子(IDTDTP-C2C2-F、IDTDTP-C6C6-F和IDTDTP-C12-F)具有红移的吸收光谱,以及更低的最高分子占有轨道能级(HOMO)和最低分子空轨道(LUMO)能级。以宽带隙聚合物聚[2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-alt-5,5-(1′,3′-二-2-噻吩)-5′,7′-双(2-乙基己基)-苯并[1′,2′-c:4′,5′-c′]二噻吩-4,8-二酮](PBDB-T)为给体材料,制备了有机太阳能电池器件。PBDB-T:IDTDTP-C6C6-F共混薄膜具有较高且更平衡的空穴/电子迁移率,以及良好的形貌,基于PBDB-T:IDTDTP-C6C6-F的有机太阳能电池获得了6.94%的能量转换效率,开路电压为0.86 V,短路电流密度为13.56 mA/cm 2,填充因子为59.5%。 展开更多

关键词 有机太阳能电池 非富勒烯受体 二噻吩并吡咯 烷基侧链 能量转换效率

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不同卤化端基的非富勒烯受体对有机太阳能电池的影响 被引量：2

5

作者 郭赟彤 陈振宇 葛子义 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期83-92,共10页

非富勒烯受体(NFAs)的端基卤化是制备高性能NFAs有机太阳能电池(OSCs)的有效方法.本文合成了3种NFAs(BTP-SSe-F,BTP-SSe-Cl和BTP-SSe-Br),其具有不同的卤化端基,分别为IC-2F,IC-2Cl和IC-2Br.对3种NFAs的光物理性能、电化学性质、有机光... 非富勒烯受体(NFAs)的端基卤化是制备高性能NFAs有机太阳能电池(OSCs)的有效方法.本文合成了3种NFAs(BTP-SSe-F,BTP-SSe-Cl和BTP-SSe-Br),其具有不同的卤化端基,分别为IC-2F,IC-2Cl和IC-2Br.对3种NFAs的光物理性能、电化学性质、有机光伏性能和活性层形貌等进行测试分析发现,氟化NFAs比氯化和溴化NFAs具有更低的能级.3种NFAs的紫外-可见吸收光谱相比于常见的受体材料都出现了红移,而且BTP-SSe-F具有更强的分子间作用力.BTP-SSe-F具有更优异并且平衡的电子和空穴迁移率.与BTP-SSe-Cl和BTP-SSe-Br相比,BTP-SSe-F共混膜具有更合适的粗糙度、更好的相分离尺寸和更强的π-π堆积作用.当聚[2,6-(4,8-双5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-B:4,5-B']二噻吩]-ALT-(5,5-1',3'-二-2-噻吩-5',7'-双(2-乙基己基)苯并[1',2'-C:4',5'-C']二噻吩-4,8-二酮)(PM6)作为给体材料,基于BTP-SSe-F的光电器件表现出最高的功率转换效率(PCE=16.5%),具有最高的电流密度(J_(SC)=28.17 mA•cm^(-2))和填充因子(FF=74.11%).研究结果表明,不同卤化端基的NFAs对OSCs的光电性能有较大影响,其中端基的氟化可以有效构建高性能光伏材料. 展开更多

关键词 有机太阳能电池 卤化 端基工程 非富勒烯受体

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卷积神经网络在新型非富勒烯受体分子生成与性能预测上的应用 被引量：1

6

作者 杨新玉 彭师平 赵仪 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期777-785,共9页

近年来,有机太阳能电池中非富勒烯小分子受体因其拓展了吸收光谱的范围、能够调节激子解离能量和具有灵活的给体-受体形貌等优点使得器件效率越来越接近产业化的目标.本研究借助本课题组之前构建的分子生成和性质预测的卷积神经网络模型... 近年来,有机太阳能电池中非富勒烯小分子受体因其拓展了吸收光谱的范围、能够调节激子解离能量和具有灵活的给体-受体形貌等优点使得器件效率越来越接近产业化的目标.本研究借助本课题组之前构建的分子生成和性质预测的卷积神经网络模型,来生成和筛选出具有高效解离激子的前线轨道能量的新型非富勒烯小分子受体.首先生成模型经数据库充分训练并利用小数据集进行微调后生成200多个接近目标轨道能量(最高占据分子轨道(the highest occupied molecular orbital,HOMO)和最低未占据分子轨道(the lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)的能量分别为-5.60和-3.60 eV)的分子,然后利用预测模型进一步筛选并预测分子碎片对轨道能量的贡献,接着将这些分子与数据库中具有相近前线轨道能量的分子共同聚类挑选出具有不同化学空间的10个新型受体分子,最后通过从头算验证了轨道能级、分子碎片对轨道贡献预测的准确性,并给出分子光吸收的振子强度.进一步利用生成和预测模型提供了具有另一组轨道能量(HOMO和LUMO能量分别为-5.10和-3.10 eV)的10个非富勒烯小分子,其性质预测与从头算结果一致,证明了生成和预测模型的鲁棒性和结果的可靠性.本研究预测的分子也提供了设计具有高性能非富勒烯受体分子骨架的思路. 展开更多

关键词 卷积神经网络 非富勒烯受体 前线分子轨道能量

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侧链的简单调制使近红外吸收的非富勒烯受体实现更高的短路电流密度

7

作者 王家成 蔡贵龙 +4 位作者 张亚静 王嘉宇 路新慧 占肖卫 陈兴国 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期118-128,共11页

为了探究相同共轭骨架中不同位点引入不同侧链对相应小分子非富勒烯受体光电性能的影响,本文通过在中心核茚并二噻吩并[3,2-b]噻吩(IDT)单元和端基(1,1-二氰基亚甲基)绕丹宁单元上同时引入正辛基柔性侧链并以噻吩稠合苯并噻二唑(BTT)单... 为了探究相同共轭骨架中不同位点引入不同侧链对相应小分子非富勒烯受体光电性能的影响,本文通过在中心核茚并二噻吩并[3,2-b]噻吩(IDT)单元和端基(1,1-二氰基亚甲基)绕丹宁单元上同时引入正辛基柔性侧链并以噻吩稠合苯并噻二唑(BTT)单元为“π-桥”而构建了一个新的A-π-D-π-A型非富勒烯受体(JC11).与以往研究得到的两个A-π-D-π-A型非富勒烯受体(A2和JC1)相比,在中心核和端基同时引入适宜长度的正辛基侧链不仅赋予JC11更有利的分子间堆叠,而且使JC11比在中心核引入刚性更强和空间位阻更大的己基取代苯基侧链的A1表现出了更大的吸收红移和更好的结晶度;同时也比在端基仅引入短链乙基侧链的JC1表现出了更好的溶解性能,避免了其与PTB7-Th给体共混时出现过度聚集而导致相分离尺度过大.此外, JC11在给体/受体共混膜中展现了比A2和JC1更高的摩尔消光系数(高达1.14×10~5 L·mol~(-1)·cm~(-1))和更高的电子迁移率(μe=1.01×10~(-3) cm·V~(-1)·s~(-1))以及更平衡的电子/空穴迁移率(μ_e/μ_h=2.72).因此,基于PTB7-Th∶JC11的太阳能电池器件经优化后实现了10.09%的光电转换效率(PCE)和高达24.20 mA/cm~2的短路电流密度(J_(SC)),超过PTB7-Th∶A2和PTB7-Th∶JC1优化器件8.20%和8.16%的PCE以及低于20 mA/cm~2的J_(SC)值.研究结果表明,调节共轭主链侧链是一种简单且有效的调控非富勒烯小分子受体材料的吸收性能和结晶性能的分子设计策略,可大幅提高异质结有机太阳能电池的J_(SC)和PCE. 展开更多

关键词 A-π-D-π-A结构 非富勒烯受体 侧链工程 有机太阳能电池

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基于芳环取代酰亚胺端基的非富勒烯受体材料的合成与光伏性能

8

作者 施世领 蒋寒曦 +6 位作者 涂雪杨 鲜开虎 韩德霞 李艳如 姚翔 叶龙 费竹平 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期209-217,共9页

端基结构对于有机太阳能电池(OSCs)中非富勒烯受体(NFAs)的光电性能具有重要影响.本文设计合成了3种新型芳环取代的酰亚胺结构的端基(IIC-Ph, IIC-PhBr和IIC-Ph2F),并将其用于制备受体-给体(受体)给体-受体(A-DA′D-A)型NFAs(BTP-IIC-Ph... 端基结构对于有机太阳能电池(OSCs)中非富勒烯受体(NFAs)的光电性能具有重要影响.本文设计合成了3种新型芳环取代的酰亚胺结构的端基(IIC-Ph, IIC-PhBr和IIC-Ph2F),并将其用于制备受体-给体(受体)给体-受体(A-DA′D-A)型NFAs(BTP-IIC-Ph, BTP-IIC-PhBr和BTP-IIC-Ph2F).紫外-可见-近红外吸收光谱对比和理论模拟结果表明,相比于IIC-Ph端基, IIC-PhBr和IIC-Ph2F端基具有更强的吸电子能力,增强了NFAs的分子内电荷转移效应(ICT),促使了吸收红移.端基苯环上强吸电子的溴原子和氟原子的引入,降低了A-DA′D-A型受体的前线轨道能级.基于BTP-IIC-Ph, BTP-IIC-PhBr和BTP-IIC-Ph2F的二元电池分别获得了13.54%, 11.84%和11.58%的能量转换效率(PCEs).相比于BTP-IIC-PhBr和BTP-IIC-Ph2F,基于BTP-IIC-Ph的电池表现出更好的光伏性能,这主要归因于其较高的最低未占有轨道能级(LUMO)所导致的较高开路电压(VOC),以及更好的激子解离能力和更弱的陷阱辅助载流子复合. 展开更多

关键词 有机太阳能电池 非富勒烯受体 端基 酰亚胺

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十年磨一剑：专访非富勒烯受体的先驱者占肖卫教授

9

作者 《物理化学学报》编辑部 占肖卫 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1165-1167,共3页

自从1995 年首次报道本体异质结有机太阳能电池以来,在近二十年时间里,富勒烯衍生物已成为最广泛使用的电子受体,非富勒烯受体的器件效率远远低于富勒烯衍生物。而富勒烯太阳光吸收弱、能级调控难、生产成本高、形貌稳定性差的缺点,限... 自从1995 年首次报道本体异质结有机太阳能电池以来,在近二十年时间里,富勒烯衍生物已成为最广泛使用的电子受体,非富勒烯受体的器件效率远远低于富勒烯衍生物。而富勒烯太阳光吸收弱、能级调控难、生产成本高、形貌稳定性差的缺点,限制了有机太阳能电池领域的可持续发展。2015 年以来,非富勒烯受体领域不断取得突破,器件效率从低于7%快速提升到高于17%,并大大超过富勒烯受体,使人们看到了有机太阳能电池的巨大潜力,吸引了国际学术界越来越多的研究力量投入到非富勒烯受体领域,形成了化学和材料领域的国际学术热潮。 展开更多

关键词 非富勒烯受体 有机太阳能电池 有机光伏材料

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非富勒烯有机体异质结中磁光电流及相干自旋混合理论研究进展

10

作者 阚利萱 胡佳骥 王恺 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期215-230,共16页

有机非富勒烯分子受体,又称稠环电子受体,由于其优良的光电转换性质,现已成为备受关注的有机光电子材料之一。基于该类材料所发展的有机体异质结太阳能电池,其能量转换效率已逼近20%。而制备高效稳定的有机体异质结太阳能电池离不开对... 有机非富勒烯分子受体,又称稠环电子受体,由于其优良的光电转换性质,现已成为备受关注的有机光电子材料之一。基于该类材料所发展的有机体异质结太阳能电池,其能量转换效率已逼近20%。而制备高效稳定的有机体异质结太阳能电池离不开对材料物性和光伏过程的深入探索。在众多研究体系中,非富勒烯光伏自旋动力学的发展尚处于起步阶段,其内在的光物理机理尚未明确。而光激发磁光电流技术能通过监测有机体异质结中极化子对的解离,在器件工作状态下,原位表征光伏自旋动力学过程。本文结合实验和理论研究,科学地阐述目前主流的有机磁光电流理论基础及函数模型,如低磁场下的超精细耦合效应和自旋-轨道耦合效应,高磁场下的Δg机制;探讨不同有机体异质结在不同表征条件下如偏压、温度、光强的信号差异;最后,讨论了超快光谱技术在有机体异质结体系中的应用。 展开更多

关键词 非富勒烯受体 有机体异质结太阳能电池 电荷转移态 磁光电流 极化子对

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基于非富勒烯电子受体的半透明有机太阳能电池 被引量：4

11

作者 刘柏侨 许韵华 +3 位作者 夏冬冬 肖承义 杨兆凡 李韦伟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第3期50-65,共16页

半透明有机太阳能电池以其独特的光电特性在建筑集成光伏上具有广阔的应用前景。非富勒烯小分子受体近几年发展十分迅速。其中,基于非富勒烯小分子受体的半透明有机太阳能电池具有较高的光电转换效率和平均可见光透过率,因而得到了广泛... 半透明有机太阳能电池以其独特的光电特性在建筑集成光伏上具有广阔的应用前景。非富勒烯小分子受体近几年发展十分迅速。其中,基于非富勒烯小分子受体的半透明有机太阳能电池具有较高的光电转换效率和平均可见光透过率,因而得到了广泛关注。本文总结了近几年来非富勒烯受体型半透明有机太阳能电池的最新研究进展,探究活性层材料设计及器件构型优化对半透明有机太阳能电池的影响,希望为半透明有机太阳能电池在今后研究中新材料体系的优选提供一定的参考。 展开更多

关键词 半透明有机太阳能电池 非富勒烯受体 平均可见光透射率 光电转换效率

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非富勒烯电子受体多尺度分子聚集体

12

作者 李伟 陈宸 +1 位作者 刘丹 王涛 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期97-109,共13页

有机太阳能电池的光活性层由p型电子供体和n型电子受体构成.这些有机半导体分子的共轭结构和杂元素使其分子间存在强非共价键作用,易于自组装形成分子聚集体,展现出与单个分子截然不同的光电性能,更决定了太阳能电池光吸收、激子解离和... 有机太阳能电池的光活性层由p型电子供体和n型电子受体构成.这些有机半导体分子的共轭结构和杂元素使其分子间存在强非共价键作用,易于自组装形成分子聚集体,展现出与单个分子截然不同的光电性能,更决定了太阳能电池光吸收、激子解离和电荷传输等光电转换过程.本文介绍了n型非富勒烯电子受体材料在分子及微纳尺度下的多级聚集体形态,包括强结晶性非富勒烯受体的堆叠、成核、结晶机制与抑制手段,以及弱有序非富勒烯受体无规聚集及有序性提升策略.最后,重点讨论了非富勒烯电子受体纤维化的研究进展及关键技术,并对未来高性能非富勒烯电子受体的结构设计和聚集调控进行了总结和展望. 展开更多

关键词 有机太阳能电池 非富勒烯电子受体 分子聚集体 光电特性

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面向非富勒烯型有机光伏电池的聚合物给体材料设计 被引量：6

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作者 张少青 侯剑辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2327-2338,共12页

可溶液加工的有机光伏电池(OPV)是一种具有重要应用潜力的新型光伏技术。在OPV技术的发展过程中,富勒烯衍生物作为电子受体材料占据了相当长时间的统治地位,因此聚合物给体材料设计中对如何与富勒烯受体材料相互匹配考虑较多。最近几年... 可溶液加工的有机光伏电池(OPV)是一种具有重要应用潜力的新型光伏技术。在OPV技术的发展过程中,富勒烯衍生物作为电子受体材料占据了相当长时间的统治地位,因此聚合物给体材料设计中对如何与富勒烯受体材料相互匹配考虑较多。最近几年来,基于聚合物给体和非富勒烯有机受体的OPV电池,简称为非富勒烯型NF-OPV,得到了十分快速的发展。在此类电池中,聚合物电子给体和非富勒烯型电子受体材料均起到了十分重要的作用。相比于较为经典的富勒烯型OPV,NF-OPV对聚合物给体的光电特性和聚集态结构提出了新的要求。因此,本文针对NF-OPV的特点,重点介绍NF-OPV对聚合物给体材料的吸收光谱、分子能级以及聚集态结构等特征的新要求,总结最近几年来的相关进展,并在此基础上进一步讨论聚合物电子给体材料面临的挑战和展望。 展开更多

关键词 有机太阳能电池 共轭聚合物 分子设计 非富勒烯受体 光伏效率

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通过调节共轭聚合物侧链实现可绿色溶剂加工的非富勒烯太阳能电池 被引量：1

14

作者 吴仪 孔静宜 +3 位作者 秦云朋 姚惠峰 张少青 侯剑辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1391-1398,共8页

有机太阳能电池(OSC)经过长期的发展,其能量转换效率(PCE)已快速推进至14%16%,基本接近可商业化应用的范围,但在目前所见报道的高效率OSC器件的制备过程中,活性层薄膜的加工大多采用氯苯、二氯苯、氯仿等毒性较高的含卤/芳香性试剂,此... 有机太阳能电池(OSC)经过长期的发展,其能量转换效率(PCE)已快速推进至14%16%,基本接近可商业化应用的范围,但在目前所见报道的高效率OSC器件的制备过程中,活性层薄膜的加工大多采用氯苯、二氯苯、氯仿等毒性较高的含卤/芳香性试剂,此类试剂对环境及人类健康的危害非常高。在本工作中,我们基于已报道的高效率给体共轭聚合物PBDB-T,通过扩大共轭侧链结构与增长柔性烷基侧链的方式,合成了新型给体聚合物PBDB-DT。PBDB-DT中较长的柔性烷基侧链保证了其在低毒性溶剂四氢呋喃(THF)溶液中良好的溶解度,同时,扩大的共轭侧链也有效增强了其在THF中的溶液聚集作用,这一特性对于在非富勒烯型OSC器件中获得较好的光伏性能尤其重要。当采用非富勒烯小分子IT-M作为电子受体材料时,以THF为主溶剂加工的基于PBDB-DT:IT-M的OSC器件可以获得10.2%的能量转换效率。 展开更多

关键词 共轭聚合物 非富勒烯受体 有机太阳能电池 绿色溶剂 分子设计

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基于聚小分子受体材料的有机太阳能电池研究进展

15

作者 李新学 周雪 +2 位作者 郑春英 马继平 谷传涛 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期69-73,共5页

全聚合物太阳能电池(all-PSCs)是有机太阳能电池(OSCs)的一种,其因优异的形貌稳定性和机械拉伸性而受到广泛关注。近年来,富勒烯受体及其衍生物的缺点限制了光伏性能的进一步提高。n型聚合物电子受体因其具有能级可调、吸收系数高、电... 全聚合物太阳能电池(all-PSCs)是有机太阳能电池(OSCs)的一种,其因优异的形貌稳定性和机械拉伸性而受到广泛关注。近年来,富勒烯受体及其衍生物的缺点限制了光伏性能的进一步提高。n型聚合物电子受体因其具有能级可调、吸收系数高、电学和光电性能优异等优点而得到发展。得益于n型聚小分子受体材料(PSMAs)的快速发展,all-PSCs的能量转换效率(PCEs)得到了显著的提升。主要总结了PSMAs的发展、all-PSCs的研究进展,展望了未来OSCs的发展方向。 展开更多

关键词 有机太阳能电池 聚小分子受体材料 非富勒烯受体材料 能量转换效率

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基于一种新型聚噻吩衍生物为给体的非富勒烯聚合物太阳能电池（英文）

16

作者 许青青 常春梅 +3 位作者 李万宾 郭冰 国霞 张茂杰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第3期268-274,共7页

在各种共轭聚合物给体材料中,以聚3-己基噻吩为代表的聚噻吩衍生物因其结构简单、易制备以及良好的空穴传输性能,在富勒烯衍生物为受体材料的聚合物太阳能电池体系中一直是研究重点之一。但是在近年来发展迅速的稠环小分子非富勒烯体系... 在各种共轭聚合物给体材料中,以聚3-己基噻吩为代表的聚噻吩衍生物因其结构简单、易制备以及良好的空穴传输性能,在富勒烯衍生物为受体材料的聚合物太阳能电池体系中一直是研究重点之一。但是在近年来发展迅速的稠环小分子非富勒烯体系中的相关研究较少。在本工作中,我们通过在噻吩侧链引入烷硫基和氟取代基,设计合成了一种新型的聚噻吩衍生物给体PBSBT-2F;并对其吸收光谱、分子能级、传输性能以及光伏性能进行研究。基于PBSBT-2F:ITIC的聚合物太阳能电池取得6.7%的能量转换效率,其中开路电压为0.75 V,短路电流为13.5 mA·cm^(-2),填充因子为66.6%。结果表明:PBSBT-2F在非富勒烯体系中有很大的应用潜力。 展开更多

关键词 聚合物太阳能电池 非富勒烯受体 聚噻吩衍生物 给体材料 能量转化效率

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骨架非稠合的电子受体在聚合物太阳能电池中的应用（英文） 被引量：5

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作者 章中强 张书华 +4 位作者 刘志玺 张志国 李永舫 李昌治 陈红征 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第4期394-400,共7页

非富勒烯电子受体由于其吸收强,能级可调,稳定性好等优点,近年来受到研究者的广泛关注,并且光电转换效率已突破14%。在本研究中,我们设计并合成了一种结构简单,易于合成的非稠环结构的非富勒烯电子受体ICTP。通过合理的结构设计,利用分... 非富勒烯电子受体由于其吸收强,能级可调,稳定性好等优点,近年来受到研究者的广泛关注,并且光电转换效率已突破14%。在本研究中,我们设计并合成了一种结构简单,易于合成的非稠环结构的非富勒烯电子受体ICTP。通过合理的结构设计,利用分子内的非共价作用力,实现了高的空间平面性。其在长波长区域宽且强的吸收和合适的能级水平,使得ICTP适合与许多聚合物给体材料搭配,制备太阳能电池。基于PBDB-T:ICTP的聚合物太阳能电池取得了4.43%的光电转换效率和0.97 V的开路电压。 展开更多

关键词 聚合物太阳能电池 非富勒烯受体 非共价作用力 光电转换效率 结构平面性

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非对称稠环光伏电子受体

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作者 司文钦 李腾飞 林禹泽 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期71-82,共12页

近几年,受益于稠环电子受体材料的蓬勃发展,有机太阳能电池的能量转换效率从富勒烯时代的12%迅速提高到非富勒烯时代的20%.其中,非对称结构的分子设计策略发挥了重要作用.本文按照稠环骨架、末端基团和侧链3种非对称分子设计策略,综合... 近几年,受益于稠环电子受体材料的蓬勃发展,有机太阳能电池的能量转换效率从富勒烯时代的12%迅速提高到非富勒烯时代的20%.其中,非对称结构的分子设计策略发挥了重要作用.本文按照稠环骨架、末端基团和侧链3种非对称分子设计策略,综合评述了非对称稠环电子受体的研究进展,并讨论了其中的结构-性能关系;最后,对非对称稠环电子受体的未来发展进行了展望. 展开更多

关键词 非对称分子结构 稠环电子受体 非富勒烯受体 有机太阳能电池

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取代基对IDICR系列分子激发态性质的影响

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作者 陈舒文 昝凤娇 +6 位作者 王镛涵 刘国魁 韦瑶瑶 李云志 周广丽 冷霞 夏其英 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第4期15-19,共5页

有机太阳能电池中受体材料的研究是当今热门研究方向之一,其中非富勒烯受体材料因具有良好的平面性以及较强的分子内电荷转移效应,在近年来受到了更为广泛的关注.IDICR系列分子为一种新型的非富勒烯受体,通过改变它的分子结构可以达到... 有机太阳能电池中受体材料的研究是当今热门研究方向之一,其中非富勒烯受体材料因具有良好的平面性以及较强的分子内电荷转移效应,在近年来受到了更为广泛的关注.IDICR系列分子为一种新型的非富勒烯受体,通过改变它的分子结构可以达到使其具有更高效能的目的,本文构建IDICR、IDIC1和eh-IDTBR分子,用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)方法计算了三种分子的基态和激发态性质,发现取代基改变会引起附近原子间键长发生变化,最低激发态的能量值以及激发态主要发生的跃迁类型也发生了改变,并且随着溶剂的极性增大,分子的最高吸收峰会发生红移. 展开更多

关键词 有机太阳能电池 激发态 非富勒烯受体

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A-D-A型有机受体小分子的核心大π共轭单元结构对其光伏电池稳定性的影响

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作者 谷惠民 闫翎鹏 +3 位作者 刘博文 李泽睿 杨永珍 马昌期 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第6期781-788,共8页

给受体材料的分子结构不仅对聚合物太阳能电池的光电转换效率具有决定性作用,更对其稳定性具有重要影响。选取三种结构相似的A-D-A型受体小分子(FBR、IDFBR和IDTBR)与P3HT共混制备电池器件并考察器件稳定性,探究分子结构对电池稳定性的... 给受体材料的分子结构不仅对聚合物太阳能电池的光电转换效率具有决定性作用,更对其稳定性具有重要影响。选取三种结构相似的A-D-A型受体小分子(FBR、IDFBR和IDTBR)与P3HT共混制备电池器件并考察器件稳定性,探究分子结构对电池稳定性的影响。IDFBR和IDTBR是由FBR的π-共轭内核苯环以及噻吩环稠化得到的分子。研究发现,苯环稠化的IDFBR与FBR具有相似的吸收光谱和光学带隙;而噻吩环稠化的IDTBR具有更窄的光学带隙。原子力显微镜和X-射线衍射分析结果表明,P3HT:IDFBR体系中的P3HT表现出明显的自身结晶,而IDTBR及FBR则与P3HT形成了共混结晶,降低了P3HT自身的结晶性能。器件性能结果表明,基于IDFBR的光伏电池具有更高的开路电压(VOC为0.86 V),而IDTBR则具有更高的短路电流(JSC为12.41 mA/cm2).P3HT:IDTBR基光伏电池的最优光电转换效率可达5.80%,同时该光伏电池还展示出良好的稳定性,器件在持续光照500 h后性能没有出现衰减。研究结果表明,P3HT:IDTBR光伏体系很好地兼顾了材料成本、器件效率和稳定性3个方面的平衡,极具应用前景。 展开更多

关键词 聚合物太阳能电池 非富勒烯受体 分子构效关系 稳定性 分子结晶

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