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Advanced Materials连续发表二篇杨楚罗教授团队关于聚合物太阳能电池的最新研究成果   2018/6/26 16:57:54   浏览次数:193

Advanced Materials连续发表二篇杨楚罗教授团队关于聚合物太阳能电池的最新研究成果

近年来,随着化石燃料大量使用所造成的能源和环境问题日趋严重,绿色环保的太阳能电池技术得到了广泛重视。其中,有机太阳能电池具有成本低、柔性等诸多优点,在便携式电子产品充电、光伏建筑一体化等领域具有巨大的应用潜力,已成为当前新能源领域的研究热点之一

最近,材料学院特聘教授杨楚罗团队在材料学科著名期刊Advanced Materials(影响因子19.29)连续发表了2篇论文, 报道了在该领域取得的最新研究成果。

第一篇论文报道了一种新型非富勒烯电子受体材料(MeIC)。从分子结构上,它是基于七环稠合核和甲基噻吩基稠合末端基团的A-D-A结构。与未带有甲基封端基的受体相比,甲基的引入提高了最低非占据轨道(LUMO能级,从而可增加开路电压(VOC。更重要的是甲基的引入可以微调分子内相互作用和结晶性。与中国科学院化学研究所李永舫院士课题组合作研究了基于该小分子作为受体的太阳能电池性能。以J71为给体的基于MeICPSCS在没有任何处理的情况下实现了11.26%的能量转换效率,是目前不经任何处理的非富勒烯PSCS中最高效率之一,有利于工业化的实际应用。基于MeIC的器件在150℃下热退火条件下,效率达到12.54%。该工作发表于Advanced Materials 2018, 30, 1706124

第二篇论文报道了一种不对称的极性非富勒烯小分子受体。一般认为对称性高的分子比不对称的分子具有更好的π-π堆积作用,在这篇报道中,作者反其道而行之,设计合成了不对称的梯形中心核来构建不对称的非富勒小分子受体。中心核对称性打破再结合两个强吸电子的封端基团赋予了这类分子一个与分子长轴成约60度夹角的偶极矩。一方面,邻近分子的偶极-偶极相互作用会增强分子间的π-π堆积,另一方面,相互抵消的偶极矩会促使分子倾向于反平行排列,减小了侧链基团的位阻效应,从而增加了有效的堆积面积和强度。与北京交通大学张福俊教授课题组合作研究了基于该小分子作为受体的太阳能电池性能PBDB-TJ71共混都能实现接近77%的填充因子和高的光电转换效率,该工作发表于Advanced Materials 2018, 30, 1800052

材料学院

2018年6月25日

 
 
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