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有机太阳电池关键材料研究进展 被引量:2
1
作者 童杨 肖作 +24 位作者 杜晓艳 左传天 李跃龙 吕梦岚 袁永波 易陈谊 郝锋 华雍 雷霆 林乾乾 孙宽 赵德威 段春晖 邵向锋 李伟 叶轩立 肖正国 张斌 边庆真 程远航 刘升建 程明 靳志文 杨上峰 丁黎明 《中国科学:化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期437-446,共10页
有机太阳电池具有质量轻、柔性、印刷制备等优点,有巨大的应用潜力,从其诞生那一刻起便引起了学术界和工业界的广泛研究兴趣.历经25年的发展,有机太阳电池效率已突破18%,其快速进步得益于不断涌现的高性能新材料和器件制备技术,以及对... 有机太阳电池具有质量轻、柔性、印刷制备等优点,有巨大的应用潜力,从其诞生那一刻起便引起了学术界和工业界的广泛研究兴趣.历经25年的发展,有机太阳电池效率已突破18%,其快速进步得益于不断涌现的高性能新材料和器件制备技术,以及对电池活性层形貌、分子堆积和器件机理的深入理解.基于有机共轭结构的电子给体和电子受体材料是决定有机太阳电池性能的关键材料.本文将以给、受体材料的发展历程为主线,聚焦那些明星材料和里程碑工作,阐述高性能关键材料的分子结构演变和进化过程,最后展望其面临的挑战和未来发展方向. 展开更多
关键词 有机太阳电池 关键材料 D-A共聚物给体 富勒烯受体 富勒烯受体
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富勒烯在新型太阳能电池中的应用 被引量:2
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作者 华紫辉 吴波 王春儒 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1870-1889,共20页
新型太阳能电池包括有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和量子点太阳能电池等,是一类十分有前景的光伏器件,目前有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的能量转换效率分别超过了19%和25.6%。富勒烯材料具有较高的电子迁移率和良好的电子特性... 新型太阳能电池包括有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和量子点太阳能电池等,是一类十分有前景的光伏器件,目前有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的能量转换效率分别超过了19%和25.6%。富勒烯材料具有较高的电子迁移率和良好的电子特性,被广泛应用于有机太阳能电池活性层、界面层,钙钛矿太阳能电池活性层和中间层等。在有机太阳能电池中,富勒烯材料作为活性层受体,可以提高器件电子传输能力;作为界面修饰层,可以有效降低接触电阻,抑制载流子的复合。在钙钛矿太阳能电池中,富勒烯材料作为活性层添加剂能钝化钙钛矿缺陷,抑制迟滞效应;作为中间层能优化界面形貌,促进电荷的提取与输运。本文综述了富勒烯材料在各个组成部分中的研究进展,并展望了富勒烯材料在各个组成部分中的发展前景,在此基础上,提出了未来的研究方向。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 钙钛矿太阳能电池 富勒烯受体 电子/空穴传输层 界面修饰
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稠环电子受体光伏材料 被引量:18
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作者 代水星 占肖卫 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1706-1714,共9页
基于非富勒烯受体的有机太阳能电池是化学和材料领域的热点前沿之一,中国领跑这个热点前沿.中国学者在非富勒烯受体材料方面取得了一系列重要的创新成果.我们提出了"稠环电子受体(FREA)"这一新概念,构建了高性能稠环电子受体... 基于非富勒烯受体的有机太阳能电池是化学和材料领域的热点前沿之一,中国领跑这个热点前沿.中国学者在非富勒烯受体材料方面取得了一系列重要的创新成果.我们提出了"稠环电子受体(FREA)"这一新概念,构建了高性能稠环电子受体新体系,发明了明星分子ITIC.我们的原创性工作引起了国内外同行的广泛关注和跟进.目前,基于稠环电子受体的有机太阳能电池效率已达到13%~14%,超过富勒烯体系.ITIC等稠环电子受体的出现颠覆了富勒烯受体在有机太阳能电池领域的统治地位,开创了有机太阳能电池的非富勒烯时代.本文简要评述了我们在高性能稠环电子受体设计与器件应用中的研究进展,并展望稠环电子受体的未来发展. 展开更多
关键词 稠环电子受体 富勒烯受体 有机太阳能电池
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非富勒烯聚合物太阳电池研究进展 被引量:8
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作者 宾海军 李永舫 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1444-1461,共18页
综述了以p-型共轭聚合物为给体、n-型有机半导体为受体的非富勒烯聚合物太阳电池光伏材料最新研究进展,包括n-型共轭聚合物和可溶液加工小分子n-型有机半导体(n-OS)受体光伏材料,以及与之匹配的p-型共轭聚合物给体光伏材料.介绍的n-型... 综述了以p-型共轭聚合物为给体、n-型有机半导体为受体的非富勒烯聚合物太阳电池光伏材料最新研究进展,包括n-型共轭聚合物和可溶液加工小分子n-型有机半导体(n-OS)受体光伏材料,以及与之匹配的p-型共轭聚合物给体光伏材料.介绍的n-型共轭聚合物受体光伏材料包括基于苝酰亚胺(BDI)、萘酰亚胺(NDI)以及新型硼氮键连受体单元的D-A共聚物受体光伏材料,目前基于聚合物给体(J51)和聚合物受体(N2200)的全聚合物太阳电池的能量转换效率最高达到8.26%.n-OS小分子受体光伏材料包括基于BDI和NDI单元的有机分子、基于稠环中心给体单元的A-D-A型窄带隙有机小分子受体材料等.给体光伏材料包括基于齐聚噻吩和苯并二噻吩(BDT)给体单元的D-A共聚物,重点介绍与窄带隙A-D-A结构小分子受体吸收互补的、基于噻吩取代BDT单元的中间带隙二维共轭聚合物给体光伏材料.使用中间带隙的p-型共轭聚合物为给体、窄带隙A-D-A结构有机小分子为受体的非富勒烯聚合物太阳电池能量转换效率已经突破12%,展示了光明的前景.最后对非富勒烯聚合物太阳电池将来的发展进行了展望. 展开更多
关键词 聚合物太阳电池 n-型有机半导体 富勒烯受体 共轭聚合物给体光伏材料 能量转换效率
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基于卟啉小分子给体与双组分富勒烯受体的高效三元有机太阳能电池(英文) 被引量:7
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作者 孙延娜 高欢欢 +5 位作者 张雅敏 王云闯 阚斌 万相见 张洪涛 陈永胜 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第1期228-236,共9页
最近,有机太阳能电池中三元策略的出现使得高能量转化效率和简便的器件制备方式有望同时实现.大量实验证明,通过构造三元有机太阳能电池可以实现吸光互补以提高电流或者在能级间形成级联以提高开压.设计并合成了以并噻吩取代卟啉为核,... 最近,有机太阳能电池中三元策略的出现使得高能量转化效率和简便的器件制备方式有望同时实现.大量实验证明,通过构造三元有机太阳能电池可以实现吸光互补以提高电流或者在能级间形成级联以提高开压.设计并合成了以并噻吩取代卟啉为核,通过炔键连接二酮吡咯并吡咯末端基团的新分子,命名为DEP-TT,该分子有较小的能带间隙(1.31 eV),光谱吸收可达898 nm.以该卟啉分子为给体,富勒烯PC71BM为受体制备双组分有机太阳能电池,效率可达7.46%,但开压相对较低(0.75 V).进一步研究发现,加入10%的富勒烯衍生物ICBA制备三元有机太阳能电池,效率可增大至8.15%,这是基于卟啉小分子为给体的有机太阳能电池取得相对较高效率的器件之一.由于PCBM和ICBA两组分间形成级联能级和协同作用,器件效率明显提高,这意味着三元有机太阳能电池的构建可以同时提高开压和电流,从而实现器件效率的全面提高. 展开更多
关键词 卟啉小分子给体 双组分富勒烯受体 三元有机太阳能电池
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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
6
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 富勒烯受体
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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
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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 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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非富勒烯型聚合物太阳电池取得超过11%的光伏效率 被引量:6
8
作者 黄飞 曹镛 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第4期399-401,共3页
非富勒烯型聚合物太阳电池,由于其非富勒烯类受体材料可易于通过分子设计获得与聚合物给体材料互补的光吸收、匹配的电子能级从而有可能获得更高的效率,而受到了越来越多的关注.最近的研究发现,采用非富勒烯型受体材料与一种新型中等带... 非富勒烯型聚合物太阳电池,由于其非富勒烯类受体材料可易于通过分子设计获得与聚合物给体材料互补的光吸收、匹配的电子能级从而有可能获得更高的效率,而受到了越来越多的关注.最近的研究发现,采用非富勒烯型受体材料与一种新型中等带隙聚合物给体材料可实现创纪录的11.2%的能量转换效率.这一成果预示非富勒烯受体将成为聚合物太阳电池研究下一波的新热点,并有可能成为这一类太阳电池新的突破口. 展开更多
关键词 聚合物太阳电池 富勒烯受体 高能量转换效率
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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
9
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 富勒烯受体 光伏效率
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Fused-ring bislactone building blocks for polymer donors 被引量:6
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作者 Ji Xiong Jingui Xu +7 位作者 Yufan Jiang Zuo Xiao Qinye Bao Feng Hao Yaqing Feng Bin Zhang Zhiwen Jin Liming Ding 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第21期1792-1795,M0003,共5页
The past 5 years have witnessed the rapid development of organic solar cells based on nonfullerene acceptors(NFAs)[1-26].The state-of-the-art NFA-based single-junction and tandem solar cells afforded 18.22%(certified ... The past 5 years have witnessed the rapid development of organic solar cells based on nonfullerene acceptors(NFAs)[1-26].The state-of-the-art NFA-based single-junction and tandem solar cells afforded 18.22%(certified 17.6%)and 17.36%(certified 17.29%)power conversion efficiencies(PCEs),respectively[27,28].Wide-bandgap(WBG)polymer donors are ideal partners for NFAs.They present complementary absorption with that of low-bandgap NFAs and deep the highest occupied molecular orbital(HOMO)levels.Therefore,solar cells based on a WBG polymer and a NFA can generate high short-circuit current density(Jsc)and open-circuit voltage(Voc)[29].Meanwhile,some WBG polymers show high crystallinity and mobility,gifting the solar cells high fill factors(FF)[30].Recently,our group first reported efficient WBG D-A copolymer donors based on fused-ring aromatic lactone(FRAL)acceptor units. 展开更多
关键词 能量转换效率 富勒烯受体 开路电压 给体材料 有机太阳电池 共轭高分子 空穴迁移率 排斥作用
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非富勒烯受体有机太阳能电池稳定性研究进展
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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 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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挥发固体添加剂调控有机太阳能电池性能的研究进展 被引量:2
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作者 宋欣 高申正 +5 位作者 许善磊 徐浩 周鑫杰 朱梦冰 郝儒林 朱卫国 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期76-87,共12页
本体异质结(BHJ)有机太阳能电池(OSC)因具有可溶液制备、绿色无毒及可柔性化等特点而被视为具有广阔应用前景的太阳能电池技术之一.活性层内部的纳米形貌是决定器件性能和工作稳定性的关键因素之一.基于此,研究者先后开发了热退火、溶... 本体异质结(BHJ)有机太阳能电池(OSC)因具有可溶液制备、绿色无毒及可柔性化等特点而被视为具有广阔应用前景的太阳能电池技术之一.活性层内部的纳米形貌是决定器件性能和工作稳定性的关键因素之一.基于此,研究者先后开发了热退火、溶剂退火和溶剂添加剂等形貌优化方法.然而,上述处理方式不能与大面积印刷工艺兼容,而且不利于器件内部形貌和性能的稳定性,因此寻找简单高效的形貌调控手段是OSC研究的热点.近年来,挥发固体添加剂因其独特的分子特性,能够与给受体分子间形成较强的相互作用力,被认为是提升OSC能量转换效率(PCE)和稳定性的发展方向.本文系统总结了非卤素及卤素型挥发固体添加剂调控OSC形貌和光伏性能的研究现状,深入讨论了挥发固体添加剂优化活性层形貌的不同机理,包括分子间吸附能、给体与受体的相互作用、晶体成核和生长等;分析了挥发固体添加剂策略所面临的挑战和未来的发展趋势. 展开更多
关键词 有机太阳能电池 挥发固体添加剂 富勒烯受体 器件性能 分子间相互作用力
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基于PBDB-T:ITIC活性层制备工艺优化的倒置有机太阳能电池 被引量:1
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作者 张奥 张坤 +1 位作者 张宝兵 张婕 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第7期1012-1018,共7页
活性层结构是有机太阳能电池(OSC)体系中最复杂且重要的部分,其制备工艺的调控、优化可提高其性能。为了在现有材料基础上进一步提高有机太阳能电池的性能,通过实验和系统分析,研究了聚合物给体PBDB-T与非富勒烯受体ITIC质量比、活性层... 活性层结构是有机太阳能电池(OSC)体系中最复杂且重要的部分,其制备工艺的调控、优化可提高其性能。为了在现有材料基础上进一步提高有机太阳能电池的性能,通过实验和系统分析,研究了聚合物给体PBDB-T与非富勒烯受体ITIC质量比、活性层的溶液质量浓度、添加剂体积分数对活性层的形貌以及太阳能电池光电性能的影响。结果表明,当活性层PBDB-T与ITIC的质量比为1∶1、添加1.0%体积分数的添加剂1,8-二碘辛烷(DIO)、溶液质量浓度为20 mg/mL时,太阳能电池的能量转换效率达到最高,为9.3%。相比较于未经优化的电池,其实现了太阳光谱吸收响应增强,活性层薄膜内部形成一个更好的互相穿通网络结构,使短路电流密度升高、载流子迁移速率升高、电荷转移电阻降低,电池能量转换效率提升了14.8%。 展开更多
关键词 有机太阳能电池(OSC) 受体 活性层 聚合物给体 富勒烯受体
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基于聚合物给体与非富勒烯有机小分子受体材料的有机太阳能电池研究进展 被引量:6
14
作者 刘欣 苏仕健 曹镛 《高分子通报》 CSCD 北大核心 2014年第12期68-80,共13页
在本体异质结有机太阳能电池的研究中,富勒烯及其衍生物是一类重要的n-型电子受体材料,然而基于富勒烯的材料有一些难以克服的弱点,例如在可见光范围内较弱且窄的吸收、很难调节的带隙、溶解性较差等,这些都严重限制了富勒烯类材料在有... 在本体异质结有机太阳能电池的研究中,富勒烯及其衍生物是一类重要的n-型电子受体材料,然而基于富勒烯的材料有一些难以克服的弱点,例如在可见光范围内较弱且窄的吸收、很难调节的带隙、溶解性较差等,这些都严重限制了富勒烯类材料在有机太阳能电池中作为n-型受体材料更广泛的应用。而非富勒烯n-型电子受体材料比富勒烯类材料拥有在可见光光谱中更加宽广的吸收范围、能级更易调节、合成简便、加工成本更低、溶解性能更加优异等重要特点,目前基于非富勒烯类材料的本体异质结有机太阳能电池的能量转换效率超过了4%。本文综述了几类非富勒烯类有机小分子受体材料的研究进展,讨论了提高基于非富勒烯类有机小分子材料的有机太阳能电池器件性能的关键因素,并对其发展前景作了展望。 展开更多
关键词 n-型非富勒烯受体材料 溶液加工 本体异质结 有机光伏器件
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以锗为桥接原子的受体材料及其在有机太阳能电池中的应用 被引量:1
15
作者 张亿 单通 +1 位作者 王焱 钟洪亮 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期141-148,共8页
有机光伏材料由具有光敏特性的共轭骨架和增溶的烷基侧链组成,而连接两个部分的桥原子对分子的空间构型与材料的光电性质具有重要影响.本文发展了以锗原子为桥接原子的受体材料,并研究了其构效关系.相比于传统的C—C键,更长的C—Ge键改... 有机光伏材料由具有光敏特性的共轭骨架和增溶的烷基侧链组成,而连接两个部分的桥原子对分子的空间构型与材料的光电性质具有重要影响.本文发展了以锗原子为桥接原子的受体材料,并研究了其构效关系.相比于传统的C—C键,更长的C—Ge键改变了烷基侧链与共轭骨架之间的距离,并且影响了共轭骨架的平面性.引入含氟末端基团,通过氟原子诱导的非共价键相互作用对分子构型和固态堆积模式进一步调控.由此设计合成的GD4F-C8材料具有较宽的吸收光谱及合适的能级,并且在薄膜中与聚合物给体PM6的相容性较强,改善了活性层的形貌,基于PM6∶GD4F-C8的有机太阳能电池取得了8.74%的光电转换效率,证明了含锗类材料在有机太阳能电池中的潜力,并为高性能受体材料的开发提供了新思路. 展开更多
关键词 有机太阳能电池 富勒烯受体 分子构型
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有机太阳能电池受体材料载流子动力学的研究进展 被引量:1
16
作者 冉光柳 张文凯 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期852-859,共8页
近年来,非富勒烯有机小分子受体的出现推动了有机太阳能电池领域的蓬勃发展.然而,非富勒烯有机小分子受体的光物理机制以及基于它们的有机太阳能电池的光电转换机制仍不清楚,严重制约了高性能有机太阳能电池的高效开发.本文简要介绍了... 近年来,非富勒烯有机小分子受体的出现推动了有机太阳能电池领域的蓬勃发展.然而,非富勒烯有机小分子受体的光物理机制以及基于它们的有机太阳能电池的光电转换机制仍不清楚,严重制约了高性能有机太阳能电池的高效开发.本文简要介绍了本课题组近年来在有机太阳能电池受体材料载流子动力学方面的研究进展.尝试通过研究端基工程、侧链工程和骨架工程对小分子受体载流子动力学的影响,建立结构-动力学-器件性能关系,推动有机太阳能电池的进一步发展. 展开更多
关键词 瞬态吸收光谱 有机太阳能电池 富勒烯受体 载流子动力学
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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
17
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 富勒烯受体 宽带隙小分子 本体异质结
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非对称稠环光伏电子受体
18
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 富勒烯受体 有机太阳能电池
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近红外非富勒烯受体材料在有机太阳电池中的研究进展
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作者 曾俊豪 谢锐浩 《材料研究与应用》 CAS 2023年第6期1023-1038,共16页
有机太阳电池(OSCs)因具有质轻、可制备柔性、半透明器件等独特优势,在光伏建筑、新能源汽车及农业等领域中具有广阔的应用前景。近几年,通过优化给体和受体材料匹配,有机太阳电池的效率不断取得新突破。其中,近红外非富勒烯受体(NIR NF... 有机太阳电池(OSCs)因具有质轻、可制备柔性、半透明器件等独特优势,在光伏建筑、新能源汽车及农业等领域中具有广阔的应用前景。近几年,通过优化给体和受体材料匹配,有机太阳电池的效率不断取得新突破。其中,近红外非富勒烯受体(NIR NFAs)材料由于在近红外区域具有较强的光子吸收能力,使光伏器件能产生很高的光电流,成为了目前的研究热点。综述了近红外非富勒烯受体材料在有机太阳电池中的研究进展,探讨了近红外非富勒烯受体材料的分子设计策略,分析了材料结构与性能之间的构效关系,介绍了该材料在三元和叠层有机太阳电池中的应用潜力。最后,从材料稳定性和制备成本两方面对未来近红外非富勒烯受体的设计进行了展望。 展开更多
关键词 有机太阳电池 富勒烯受体 电子受体材料 近红外吸收
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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:4
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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 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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