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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
1
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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高校科技成果转化工作存在的问题与对策研究 被引量：2
2
作者 战晓玮 吴晓姝 《辽宁经济职业技术学院学报.辽宁经济管理干部学院》 2021年第6期33-35,共3页
高校作为科技成果转化的主力军,拥有大量的科技创新人员及资源。但是与科研成果数量迅猛增长形成鲜明对比的是,高校存在科技经费投入不足、科技成果转化管理效率不高、科研激励机制不健全,以及高校科技成果转化法律保障体系不完善等问题... 高校作为科技成果转化的主力军,拥有大量的科技创新人员及资源。但是与科研成果数量迅猛增长形成鲜明对比的是,高校存在科技经费投入不足、科技成果转化管理效率不高、科研激励机制不健全,以及高校科技成果转化法律保障体系不完善等问题,导致高校科技成果转化率偏低。针对这些问题,高校应从资金投入力度、科技成果转化管理工作效率、科研激励机制、法律保障体系四个方面采取措施,以提高科技成果转化率。 展开更多
关键词 高校科技成果转化 问题 对策
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非富勒烯受体光伏材料
3
作者 王嘉宇 占肖卫 《科学观察》 2022年第6期43-45,共3页
太阳能取之不尽,用之不竭,是一种理想的可再生能源。太阳能电池是通过半导体的光伏效应将太阳能转换为电能的装置,大力发展光伏产业可助力我国实现2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的战略目标。与以晶硅为代表的传统无机太阳能电池相... 太阳能取之不尽,用之不竭,是一种理想的可再生能源。太阳能电池是通过半导体的光伏效应将太阳能转换为电能的装置,大力发展光伏产业可助力我国实现2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的战略目标。与以晶硅为代表的传统无机太阳能电池相比,有机太阳能电池的制备过程能耗低、污染小,且具有成本低、质量轻、厚度薄、半透明、本征柔性以及可大面积印刷制备等突出优点,在分布式和便携式发电、光伏建筑一体化、柔性电子等领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 太阳能转换 光伏材料 光伏建筑一体化 可再生能源 光伏效应 柔性电子 光伏产业
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以绕丹宁和噻唑烷-2,4-二酮为端基的不对称结构有机受体分子的设计合成与构性关系探讨 被引量：1
4
作者 杨阳 蒋秀 +1 位作者 占肖卫 陈兴国 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第3期257-267,共11页
分别以绕丹宁和噻唑烷-2,4-二酮单元为端基、IDT为中心核设计合成了一个新型不对称结构的有机小分子受体IDT-2,并通过与两端均以绕丹宁或噻唑烷-2,4-二酮受体单元的对称小分子受体IDT-1和IDT-3进行对比,探讨了分子结构与性能之间的关系... 分别以绕丹宁和噻唑烷-2,4-二酮单元为端基、IDT为中心核设计合成了一个新型不对称结构的有机小分子受体IDT-2,并通过与两端均以绕丹宁或噻唑烷-2,4-二酮受体单元的对称小分子受体IDT-1和IDT-3进行对比,探讨了分子结构与性能之间的关系。研究发现,从IDT-1到IDT-3,随着两端的绕丹宁基团被噻唑烷-2,4-二酮基团逐步取代,这类小分子受体的吸收光谱显著蓝移,光学带隙E_g^(opt)逐步增大,LUMO和HOMO能级也逐渐抬升。随后我们分别以这三个小分子为受体、P3HT为给体共混构建活性层而制备了有机太阳能电池,结果表明,以两端均为绕丹宁单元的对称结构小分子受体IDT-1构建的电池器件具有最高的光电转换效率(PCE),相应的J_(sc)和FF值也最大,而V_(oc)则最低;而以两端均为噻唑烷-2,4-二酮基团的对称结构小分子受体IDT-3的电池器件,其V_(oc)最高,但其J_(sc)和FF则最低,PCE值也最小。对于IDT-2而言,由于分子只有一个绕丹宁单元被噻唑烷-2,4-二酮所取代,其V_(oc),J_(sc)和PCE均介于IDT-1与IDT-3之间。由此说明,尽管噻唑烷-2,4-二酮基团的引入能有效提升器件V_(oc),但却不利于改善其J_(sc)和FF,因此受体的分子设计中如何平衡电池器件的几种光伏性能参数而获得高的光电转换效率仍是十分重要的研究课题之一。 展开更多
关键词 不对称结构分子 绕丹宁单元 噻唑烷-2 4-二酮单元 有机受体分子 有机太阳能电池
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A-D-A型小分子电子给体中的端基优化和高效率光伏器件 被引量：1
5
作者 占肖卫 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第1期11-12,共2页
相较于传统的无机太阳能电池,有机太阳能电池(OSCs)具备成本低、重量轻、可通过溶液加工方式制备柔性器件等诸多优点,已经成为具有重要应用前景的太阳能利用方式之一。自1995年俞刚等发明了具有本体异质结结构(BHJ)的OSC以来,采用共轭... 相较于传统的无机太阳能电池,有机太阳能电池(OSCs)具备成本低、重量轻、可通过溶液加工方式制备柔性器件等诸多优点,已经成为具有重要应用前景的太阳能利用方式之一。自1995年俞刚等发明了具有本体异质结结构(BHJ)的OSC以来,采用共轭聚合物电子给体和小分子电子受体材料构建BHJ光伏活性层的电池能量转换效率(PCE)已经达到13%以上。相比于聚合物材料,有机小分子具备批次差别性较小的优点,针对小分子材料的分子结构设计受到广泛关注。目前,具有拉-推-拉(A-D-A)电子作用的共轭结构已被成功应用到高性能小分子给体与受体材料的分子设计中。根据其光电性能,A-D-A型给体和受体的组合在提供宽吸收光谱和适当的分子能级两方面具有优势,但是采用这种材料组合方式获得光伏效率仍然较低。因此,如何通过材料设计和器件优化提升此类电池的效率是一项具有意义的工作。 展开更多
关键词 有机小分子 光伏器件 电子给体 有机太阳能电池 优化 A型 分子结构设计 受体材料
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第三组份端基对有机太阳能电池性能的影响（英文）
6
作者 薛佩瑶 张俊祥 +9 位作者 辛景明 RECH Jeromy 李腾飞 孟凯鑫 王嘉宇 马伟 尤为 MARDER Seth R. 韩平畴 占肖卫 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第3期275-283,共9页
我们用宽带隙聚合物FTAZ(苯并二噻吩-二氟苯并氮三唑共聚物)作为给体,窄带隙稠环电子受体FOIC(六噻吩稠环-氟代腈基茚酮类化合物)作为受体,中带隙稠环电子受体IDT-IC (引达醒-腈基茚酮类化合物)和IDT-NC (引达醒-腈基苯并茚酮类化合物)... 我们用宽带隙聚合物FTAZ(苯并二噻吩-二氟苯并氮三唑共聚物)作为给体,窄带隙稠环电子受体FOIC(六噻吩稠环-氟代腈基茚酮类化合物)作为受体,中带隙稠环电子受体IDT-IC (引达醒-腈基茚酮类化合物)和IDT-NC (引达醒-腈基苯并茚酮类化合物)分别作为第三组分,制备了三元共混有机太阳能电池,研究了第三组分端基对器件性能的影响。IDT-IC和IDT-NC具有相似的化学结构,仅端基不同;IDT-IC端基是苯环,而IDT-NC端基是萘环。与IDT-IC相比,IDT-NC吸收光谱红移40nm,LUMO能级下移0.11 eV,电子迁移率提高50%。基于FTAZ:FOIC,FTAZ:IDT-IC,FTAZ:IDT-NC二元共混体系的有机太阳能电池效率分别为9.73%,7.48%,7.68%。FTAZ:FOIC:IDT-IC和FTAZ:FOIC:IDT-NC三元共混器件的效率分别提升到11.2%和10.4%。对于FTAZ:FOIC:IDT-IC三元共混器件,由于IDT-IC比FOIC具有更高的LUMO能级,开路电压(V_(OC))随着IDT-IC含量的增多而增加。由于IDT-IC与FOIC吸收光谱高度互补,短路电流(J_(SC))也显著提高。第三组份IDT-IC的加入改善了薄膜形貌和载流子传输,填充因子(FF)有所提高。对于FTAZ:FOIC:IDT-NC三元共混器件,由于IDT-NC比FOIC具有更高的LUMO能级,V_(OC)随着IDT-NC含量的增多而增加;但由于IDT-NC的LUMO能级比IDT-IC的LUMO能级低,其V_(OC)比FTAZ:FOIC:IDT-IC体系低。由于FOIC和IDT-NC吸收光谱高度重叠,J_(SC)降低。第三组份IDT-NC的加入改善了薄膜形貌和载流子传输,FF提高,甚至比FTAZ:FOIC:IDT-IC体系有更好的载流子传输和FF。 展开更多
关键词 稠环电子受体 非富勒烯受体 有机太阳能电池 端基效应 三元共混
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骨架非稠合的非富勒烯受体
7
作者 占肖卫 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第4期351-352,共2页
相对于富勒烯类电子受体,新型非富勒烯受体具有吸光能力强,能级和结构可调等优点,对于提升有机太阳电池光电转换效率具有重要意义。近年,基于稠环结构的电子受体(FREAs)受到了国内外研究者们最多的关注1,2。这一类分子具有良好的骨架平... 相对于富勒烯类电子受体,新型非富勒烯受体具有吸光能力强,能级和结构可调等优点,对于提升有机太阳电池光电转换效率具有重要意义。近年,基于稠环结构的电子受体(FREAs)受到了国内外研究者们最多的关注1,2。这一类分子具有良好的骨架平面性,高度离域的电子结构和强聚集倾向的末端基团有利于分子间的π–π堆积和电荷转移。 展开更多
关键词 电子受体 富勒烯 骨架 光电转换效率 有机太阳电池 电荷转移 电子结构 环结构
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有机硼小分子受体材料
8
作者 占肖卫 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第3期249-250,共2页
有机太阳能电池具有柔性、重量轻、溶液加工、成本低的突出优势,适合未来在便携式能源中应用,是当前的国际科学研究热点1–4。有机太阳能电池以有机/高分子给体材料和受体材料的共混物作为光电活性层。受益于稠环芳烃类小分子受体材料... 有机太阳能电池具有柔性、重量轻、溶液加工、成本低的突出优势,适合未来在便携式能源中应用,是当前的国际科学研究热点1–4。有机太阳能电池以有机/高分子给体材料和受体材料的共混物作为光电活性层。受益于稠环芳烃类小分子受体材料的开发,近几年来有机太阳能电池领域迅速发展,其单结器件的效率已经超过了14%,展现了巨大的应用潜力3。为了更好地吸收太阳光,把光能转化为电能,活性层中的受体材料需要有宽的吸收光谱,以与太阳光光谱更好地重叠。 展开更多
关键词 受体材料 小分子 有机太阳能电池 有机硼 吸收光谱 科学研究 光能转化 活性层
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