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化学所在全聚合物太阳能电池方面取得重要研究进展

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图1 给受体聚合物材质的分子式和吸收光谱图; J51:
N2200零部件的电流密度-电压曲线;外量子转变功用。

在中科院战略最早专属的支撑下,化学全体机固体育大学尊敬实验室李永舫院士课题组调研职员,近年来在全聚合物太阳电池的商讨方面获取重大拓宽。他们运用基于噻吩代替苯并二噻吩和氟代替苯并三氮唑的中档带隙二维共轭D-A共聚物J51
(分子构造见图1,Chem. Mater. 2012,24, 3247-3254
)为给体、n-型窄带隙聚合物N2200为受体制备了全聚合物太阳电瓶,通过器件优化实现了8.27%的能量调换功用,为全聚合物太阳电瓶于今文献报导的最高值。这生机勃勃高功效得益于聚合物给体与受体摄取光谱互补、氟替代二维共轭聚合物J51给体超低的HOMO能级和较高的空穴迁移率、以引致用了他们付出的苝酰亚胺类PDINO阴极界面修饰层材料(化学所在全聚合物太阳能电池方面取得重要研究进展。Energy
Environ. Sci. 2014, 7,
1966-1973
卡塔尔国。这黄金年代结果前段时间登出在《先进材料》上(Adv. Mater. 2016, 28,
1884–1890
)。

聚合物太阳电瓶日常由氧化铟锡透明正极、金属负极和夹在两电极之间由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体组成的共混活性层所组成,具备协会和筹备进度简单、开销低、重量轻、可制备成柔性器件等卓绝优点,成为这段日子国内外研商火热。全聚合物太阳能电瓶使用n-型聚合物代替富勒烯衍生物作受体,能够征性格很顽强在荆棘塞途或巨大压力面前不屈富勒烯受体存在的可以看到光区吸光弱、能级调节范围窄、光化学不平静、形貌牢固性差等老毛病,近些日子面前遭遇切磋者的关爱。但是,固然这一定义早在1994年就已经提议,但是由于p-型和n-型聚合物共混活性层形貌调节上的不便,往往难以变成皮米尺度相抽离的给体/受体互穿网络布局,引致电子传输质量和零部件效用超低,使全聚合物太阳电瓶的能量调换功效长日子自掘坟墓。近来,大家通过选取n-型共轭聚合物N2200为受体、高效窄带隙p-型聚合物为给体,使全聚合物太阳电瓶的能量调换功能从2%左右稳步升高到了相同7%的程度。

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