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工学院占肖卫课题组在有机光伏受体材料研究中取得重要进展

2015-03-11

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工学院占肖卫">占肖卫课题组在有机光伏受体材料研究中取得重要进展,相关工作发表在材料和能源领域著名期刊Adv. Mater.和Energy Environ. Sci.。

太阳能是人类最安全、最绿色、最理想的可再生洁净能源。有机高分子太阳电池利用有机高分子材料制备器件以实现光电转换,可通过溶液加工技术制成柔性的大面积器件,具有重量轻、低成本、便携等优点。有机高分子太阳电池是国际前沿交叉研究领域,具有广阔的应用前景。

有机光伏材料可分为电子给体和电子受体,富勒烯衍生物是最广泛使用、最成功的电子受体。由于富勒烯受体存在可见区吸取弱、能级调控难、易聚集导致器件稳定性差等缺点,非富勒烯受体越来越受到人们的关注。然而非富勒烯电池的效率大大低于富勒烯电池,发展高性能的非富勒烯受体是有机太阳能电池领域的挑战性难题。去年,占肖卫">占肖卫课题组在苝酰亚胺类受体材料方面取得系列进展。他们利用自己创造的苝酰亚胺高分子受体与窄带隙高分子给体共混,制备了高性能的全高分子太阳能电池,效率达3.45%,是当时全高分子电池的最高效率之一。论文(Energy Environ. Sci., 2014, 7, 1351-1356)被选为Front Cover、ESI热点论文和ESI高引用论文。他们还设计合成了三维共轭苝酰亚胺受体,基于此非富勒烯受体的高分子太阳能电池效率达3.32%。论文(Adv. Mater., 2014, 26, 5137–5142)被选为Back Cover、ESI热点论文和ESI高引用论文。线型苝酰亚胺小分子受体与线型小分子电子给体共混制备的有机小分子太阳能电池的效率为3.12%(Adv. Energy Mater., 2014, 4, 1400420)。

近日,他们设计合成了一系列基于拓展噻吩稠环的有机大分子受体材料,基于此类非富勒烯受体的高分子太阳能电池效率高达6.8%,甚至比富勒烯受体PC61BM对比器件效率6.05%还要高(Adv. Mater., 2015, 27, 1170–1174; Energy Environ. Sci., 2015, 8, 610-616)。6.8%是非富勒烯高分子太阳能电池的世界最高效率。以前苝酰亚胺和萘酰亚胺体系被公认为最好的非富勒烯受体,最高效率为6.3%。占肖卫">占肖卫课题组创造了一个崭新、高效的非富勒烯受体体系,国际同行认为这一重要进展为非富勒烯受体开辟了新的研究方向。

他们应邀为英国皇家化学会新推出的材料学科旗舰杂志Mater. Horiz. (2014, 1, 470-488)撰写非富勒烯受体的综述,并被选为Front Cover。

论文第一编辑为占肖卫">占肖卫课题组的博士生林禹泽。本研究得到科技部973项目、国家自然科学基金委和中国科学院的资助。

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