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聚合物添加剂作为形貌调节剂提升全小分子有机太阳能电池的效率和稳定性
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作者 时宇 张榴 +5 位作者 国霞 王阳 肖海芹 房进 周祎 张茂杰 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期149-158,共10页
活性层形貌的调控是实现全小分子有机太阳能电池高效率和稳定性的关键.本文将聚合物给体PM7作为形貌调节剂加入到BTTzR∶Y6二元体系中,制备了三元全小分子有机太阳能电池.研究结果表明,少量PM7的加入能够有效改善共混膜中的微观纳米结... 活性层形貌的调控是实现全小分子有机太阳能电池高效率和稳定性的关键.本文将聚合物给体PM7作为形貌调节剂加入到BTTzR∶Y6二元体系中,制备了三元全小分子有机太阳能电池.研究结果表明,少量PM7的加入能够有效改善共混膜中的微观纳米结构和分子堆积,促使器件获得更加有效的激子解离和载流子传输;相应器件的短路电流和填充因子显著提升,最终能量转化效率从二元器件的13.9%提高到三元器件的16.0%.值得注意的是,三元器件的热稳定性大幅提升,在85℃加热2200 min后依然能够保持初始效率的79%;而二元器件则大幅衰减到初始效率的43%.以上结果表明,添加聚合物添加剂可以有效地调节共混膜形貌,以获得高效和稳定的全小分子有机太阳能电池. 展开更多
关键词 全小分子有机太阳能电池 聚合物添加剂 形貌调控 高效率与稳定性
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有机小分子太阳能电池实验教学平台建设 被引量:1
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作者 钟建 邓鸣 +2 位作者 于军胜 吴援明 黄江 《实验科学与技术》 2014年第6期134-136,171,共4页
采用真空热蒸镀方法制备有机小分子太阳能电池并测试其光电性能,使学生了解有机小分子太阳能电池的结构及制备工艺,熟悉Keithley半导体测试仪的使用方法,绘制器件的电流电压曲线,计算有机小分子太阳能电池的各项性能参数;通过对器件中... 采用真空热蒸镀方法制备有机小分子太阳能电池并测试其光电性能,使学生了解有机小分子太阳能电池的结构及制备工艺,熟悉Keithley半导体测试仪的使用方法,绘制器件的电流电压曲线,计算有机小分子太阳能电池的各项性能参数;通过对器件中每一层薄膜的制备和功能的分析,理解太阳能电池的结构和工作原理,并运用于工艺实验环节,着力提升学生的实践能力。 展开更多
关键词 有机小分子太阳能电池 实验教学平台建设 真空热蒸镀 实践能力
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可溶液加工对称A-D-A有机小分子太阳能电池给体材料研究进展 被引量:2
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作者 范鸿志 阿拉腾宝力格 +3 位作者 阿拉塔 宁君 塔娜 特古斯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期189-199,共11页
20世纪以来,随着科技的进步和人类社会的发展,非再生传统化石能源日渐短缺,并且化石能源的使用也带来各种环境污染问题。因此,开发绿色无污染的新能源已成为世界各国研究的重点。基于硅等无机半导体材料的传统太阳能电池不仅生产工艺复... 20世纪以来,随着科技的进步和人类社会的发展,非再生传统化石能源日渐短缺,并且化石能源的使用也带来各种环境污染问题。因此,开发绿色无污染的新能源已成为世界各国研究的重点。基于硅等无机半导体材料的传统太阳能电池不仅生产工艺复杂,成本过高,而且会引起环境污染问题。近10年来,有机小分子太阳能电池的研究和应用发展迅速,其因优异的光电转换性能受到学者们的广泛关注。目前基于小分子材料的有机太阳能电池的光电转换效率最高已达到16%~17%。给体材料是太阳能电池活性层中的重要组成部分,不仅是小分子太阳能电池研究的关键基础,也是有机光伏器件未来产业化应用需要考虑的关键。选择合适的电子给体小分子与电子受体材料进行有效结合,可以优化器件的光吸收能力和调节电化学能级匹配度,是提高太阳能电池光电转化效率的关键。目前有机小分子给体材料主要分为非对称型电子推拉结构和对称型给体-受体-给体(或受体-给体-受体结构)。其中,以噻吩衍生物为主的对称结构小分子因其优异共轭平面性、高电荷传输率和可修饰性分子结构等优点而备受关注。本文主要对可溶液加工对称结构小分子太阳能电池给体材料进行了归纳总结,主要有寡聚噻吩类、苯并二噻吩类、吡咯并吡咯二酮类、二噻吩并噻咯类和卟啉类给体材料等。通过阐述已有对称小分子给体材料的研究进展,对比分析各种小分子给体材料的优缺点,展望小分子给体材料在有机光伏领域中的发展趋势和研究前景。 展开更多
关键词 分子太阳能电池 给体材料 活性层 光电转换效率
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活性层优化对有机小分子太阳能电池的影响
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作者 孙学峰 李光 +2 位作者 崔运超 刘大超 杨少鹏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3094-3098,共5页
首先制备了给体(Al Pc Cl)和受体(C70)比例为1∶1的电池器件并采用不同的温度对电池进行退火处理,发现在120℃的温度下退火电池器件的性能最好,器件的转换效率从2.28%提高到2.47%,增加了8.3%。为进一步优化电池器件的性能,制备了在相同... 首先制备了给体(Al Pc Cl)和受体(C70)比例为1∶1的电池器件并采用不同的温度对电池进行退火处理,发现在120℃的温度下退火电池器件的性能最好,器件的转换效率从2.28%提高到2.47%,增加了8.3%。为进一步优化电池器件的性能,制备了在相同的活性层厚度下不同的给受体比例的电池器件,发现在给受体的厚度之比为1∶5时器件性能最好,电池开路电压为0.8 V,短路电流为10.21 m A/cm^2,填充因子为46.04%,转换效率为3.71%。 展开更多
关键词 分子太阳能电池 体异质结退火 光电性能
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分子堆叠和器件性能:基于苯并二噻吩及其衍生物的高效小分子给体研究进展
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作者 杨可 肖泽云 +1 位作者 陆仕荣 孙宽 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期13-36,共24页
有机全小分子太阳能电池由于具备结构精确和批次差异小的特点,有广阔的应用前景,近年来该领域的发展备受关注.本文回顾了基于苯并二噻吩(BDT)及其衍生物的小分子给体的发展.基于分子结构、堆叠特性和器件性能之间的关系,分析了小分子BD... 有机全小分子太阳能电池由于具备结构精确和批次差异小的特点,有广阔的应用前景,近年来该领域的发展备受关注.本文回顾了基于苯并二噻吩(BDT)及其衍生物的小分子给体的发展.基于分子结构、堆叠特性和器件性能之间的关系,分析了小分子BDT系列的成功案例,旨在阐明分子结构、分子聚集和器件性能之间的联系,为未来高效分子的设计提供参考. 展开更多
关键词 有机全小分子太阳能电池 苯并二噻吩 分子堆积
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小分子给体桥联单元烷基链取代位置对光伏器件性能的影响
6
作者 郭子琦 焦灿灿 +5 位作者 吴思敏 孟令贤 孙延娜 柯鑫 万相见 陈永胜 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期201-208,共8页
设计合成了2个同分异构体小分子给体C2-C-F和C2-M-F,二者仅中间桥联三噻吩单元上烷基链的取代位置不同.研究结果表明,烷基链取代位置对其吸光性能和能级影响较小,但对与受体BTP-4F-12共混后的活性层形貌具有较大影响.其中,小分子给体C2-... 设计合成了2个同分异构体小分子给体C2-C-F和C2-M-F,二者仅中间桥联三噻吩单元上烷基链的取代位置不同.研究结果表明,烷基链取代位置对其吸光性能和能级影响较小,但对与受体BTP-4F-12共混后的活性层形貌具有较大影响.其中,小分子给体C2-C-F与受体BTP-4F-12共混的薄膜获得了较好的形貌,光伏器件效率达到12.84%.研究结果表明,可以通过烷基取代的位置来精细调控活性层的形貌,为高效小分子给体的设计提供了有益的参考. 展开更多
关键词 全小分子有机太阳能电池 烷基链 分子给体
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光电分子器件材料的研究进展 被引量:1
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作者 李仁涵 肖博怀 +3 位作者 陈晨 王哲 陈海舰 钱功明 《光电子技术》 CAS 2021年第3期167-174,179,共9页
对单分子电导角度对光致变色分子、聚集诱导发光(AIE)分子、太阳能分子等光电分子的研究进展进行了总结。介绍了基于光电分子电学特性设计的分子器件。分析了光电分子用于分子器件的优势和不足,探讨了光电分子的电荷传输机制,为进一步... 对单分子电导角度对光致变色分子、聚集诱导发光(AIE)分子、太阳能分子等光电分子的研究进展进行了总结。介绍了基于光电分子电学特性设计的分子器件。分析了光电分子用于分子器件的优势和不足,探讨了光电分子的电荷传输机制,为进一步阐明光电分子结构与性质之间的构效关系,设计光电功能性分子器件提供了单分子水平的有效依据。 展开更多
关键词 分子测量技术 光致变色分子 聚集诱导发光分子 太阳能分子
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基于含氟异靛蓝的硼氮配位键高分子电子受体
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作者 赵汝艳 窦传冬 +1 位作者 刘俊 王利祥 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期601-609,共9页
采用含氟异靛蓝单元(fIID)和硼氮配位键桥联噻吩联噻唑单元(BNTT)交替共聚制备了高分子电子受体,聚(N,N’-双(2-庚基十二烷基)-含氟异靛蓝-co-双苯基硼氮配位键桥联噻吩联噻唑)(P-BN-fIID)。采用理论计算、紫外-可见吸收光谱、循环伏安... 采用含氟异靛蓝单元(fIID)和硼氮配位键桥联噻吩联噻唑单元(BNTT)交替共聚制备了高分子电子受体,聚(N,N’-双(2-庚基十二烷基)-含氟异靛蓝-co-双苯基硼氮配位键桥联噻吩联噻唑)(P-BN-fIID)。采用理论计算、紫外-可见吸收光谱、循环伏安测试以及掠入射X射线衍射等研究了材料的结构与性质的关系,并制备了全高分子太阳能电池器件,研究了其光伏性能。结果表明:与基于异靛蓝单元(IID)的高分子聚(N,N’-双(2-己基辛基)-异靛蓝-co-双苯基硼氮配位键桥联噻吩联噻唑)(P-BN-IID)相比较,含有氟原子的P-BN-fIID的最低未占据分子轨道能级(ELUMO)降低了0.1 eV,吸收光谱红移了25 nm;同时,P-BN-fIID的结晶性明显提高,具有相对紧密的堆积结构和较高的电子迁移率。采用经典的高分子给体聚(2-烷硫基噻吩取代的二维共轭苯并二噻吩-co-噻吩桥联苯并三氮唑)(J61)与P-BN-fIID共混组装的全高分子太阳能电池器件,其能量转化效率(PCE)为2.83%。说明氟原子可以有效调节高分子受体的光电性质和结晶性,高分子受体的结晶行为明显影响全高分子太阳能电池的器件性能。 展开更多
关键词 全高分子太阳能电池 分子受体 硼氮配位键 氟原子 结晶性
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新型含DPP结构单元的有机小分子化合物的合成
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作者 颜丹霓 黄菊 《广东化工》 CAS 2018年第15期28-29,22,共3页
有机小分子太阳能电池材料因价格低廉,材料多样且易合成等优点而备受关注。近年,由给电子结构单元和吸电子结构单元连接的有机小分子太阳能电池材料由于能促进分子内电荷分离,降低分子能级,引起了人们广泛的关注。本文选取吡咯并吡咯二... 有机小分子太阳能电池材料因价格低廉,材料多样且易合成等优点而备受关注。近年,由给电子结构单元和吸电子结构单元连接的有机小分子太阳能电池材料由于能促进分子内电荷分离,降低分子能级,引起了人们广泛的关注。本文选取吡咯并吡咯二酮(DPP)为中心吸电子单元,甲氧基萘为给电子单元利用C-C直接偶联的方法成功了合成了一种新型D-A-D型有机小分子太阳能电池光伏材料。并利用紫外吸收光谱研究了其光物理性能。结果表明该化合物的紫外吸收光谱的最大吸收波长为800 nm。 展开更多
关键词 吡咯并吡咯二酮 有机小分子太阳能电池材料 给体-受体型小分子
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高结晶性小分子给体材料应用于全小分子有机太阳能电池中的研究进展 被引量:11
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作者 吕敏 周瑞敏 +1 位作者 吕琨 魏志祥 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第3期284-302,共19页
随着新型小分子给体材料和非富勒烯小分子受体材料的开发和应用,非富勒烯全小分子有机太阳能电池(NF-ASM OSCs)的光电转换效率已经突破15%,并逐渐接近聚合物太阳能电池的效率.相比于聚合物电子给体材料,小分子电子给体材料拥有其独特的... 随着新型小分子给体材料和非富勒烯小分子受体材料的开发和应用,非富勒烯全小分子有机太阳能电池(NF-ASM OSCs)的光电转换效率已经突破15%,并逐渐接近聚合物太阳能电池的效率.相比于聚合物电子给体材料,小分子电子给体材料拥有其独特的优势,例如合成批次性差异小、分子量明确和易于提纯等;但是,对小分子给体材料的结晶性难于精确调控,使获得合适的纳米级结构的混合膜仍然是一个挑战.本综述以给体小分子中心共轭单元的扩展为主线,从分子设计的角度汇总了近年来对苯并二噻吩、萘并二噻吩和二噻并苯并二噻吩类小分子给体材料的结晶性研究,并为进一步改善电池活性层形貌和获得更高的光伏性能提供了未来发展的建议. 展开更多
关键词 全小分子有机太阳能电池 分子电子给体材料 中心共轭单元 分子设计 结晶性
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用于高分子太阳能电池的石墨烯量子点电极界面材料 被引量:2
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作者 丁自成 张璐 刘俊 《中国科学:化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期902-913,共12页
高分子太阳能电池中的电极界面层对于器件性能十分重要,开发新型电极界面材料是提高器件性能的有效方法.不同于传统的电极界面材料(导电高分子、无机氧化物、金属及其盐、高分子电解质等),我们发展了石墨烯量子点电极界面材料体系.与氧... 高分子太阳能电池中的电极界面层对于器件性能十分重要,开发新型电极界面材料是提高器件性能的有效方法.不同于传统的电极界面材料(导电高分子、无机氧化物、金属及其盐、高分子电解质等),我们发展了石墨烯量子点电极界面材料体系.与氧化石墨烯相比,边缘羧基化的石墨烯量子点(EC-GQD)的氧官能团种类单一,因此具有化学修饰可控、性质容易调节的特点,作为阳极/阴极界面材料能实现更高的器件性能.EC-GQD自身具有高功函、成膜性好的特点,作为阳极界面材料,器件性能优异;通过对EC-GQD边缘的羧基进行化学修饰,引入碱金属离子、季铵盐或极性基团,可实现电极功函的大幅度降低,因此我们开发出多种低功函的阴极界面材料.本文系统介绍了边缘羧基化石墨烯量子点衍生物的结构特征、化学修饰及其作为电极界面材料在高分子太阳能电池中的应用. 展开更多
关键词 分子太阳能电池 电极界面层 石墨烯量子点 功函
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有机太阳能电池材料研究新进展 被引量:32
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作者 张天慧 朴玲钰 +4 位作者 赵谡玲 徐征 杨磊 刘祥志 鞠思婷 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第2期260-272,共13页
介绍了有机太阳能电池研究的背景、基本原理、分类,并对有机太阳能电池材料进行了全面综述,包括小分子太阳能电池材料、大分子太阳能电池材料、D-A体系材料和有机无机杂化体系材料.
关键词 有机太阳能电池 分子太阳能电池材料 分子太阳能电池材料 D-A体系材料 有机无机杂化体系材料
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Film thickness effect on the performance of small molecular solar cell 被引量:2
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作者 LIN Hui YU Jun-sheng HUANG Jiang JIANG Ya-dong 《Optoelectronics Letters》 EI 2008年第5期321-323,共3页
An efficient organic photovoltaic (OPV) cell with an indium-tin-oxide/CuPc/C60/Ag structure has been investigated by changing the film thickness of organic layers. A high olin-circuit voltage (Yoc) of 0.5 V, a sho... An efficient organic photovoltaic (OPV) cell with an indium-tin-oxide/CuPc/C60/Ag structure has been investigated by changing the film thickness of organic layers. A high olin-circuit voltage (Yoc) of 0.5 V, a short-circuit current density (Jsc) of 5.81 mA/cm^2, and a high power conversion efficiency (ηp) of 1.2% were achieved at an optimum film thickness. The results demonstrate that material thickness is an important factor to cell optimization, especially for maximizing the absorption rate as will as reducing the cell resistance. Experimental results also indicate that the power conversion efficiency increases from 1.2% to 1.54% as a BCP exciton blocking layer of 10 nm is introduced. 展开更多
关键词 油膜厚度 分子太阳能电池 有机层 OPV电池
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Ultrafast Electron Transfer in All-Small-Molecule Photovoltaic Blends Promoted by Intermolecular Interactions in Cyanided Donors 被引量:1
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作者 Guo-dong Wang Zhi-xing Liu +7 位作者 Bei-bei Qiu Zhi-guo Zhang Rui Wang Xiao-yong Wang Jing Ma Yong-fang Li Min Xiao Chun-feng Zhang 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2021年第6期751-760,I0002,I0031-I0052,共33页
Cyano substitution has been established as a viable approach to optimize the performance of all-small-molecule organic solar cells.However,the effect of cyano substitution on the dynamics of photo-charge generation re... Cyano substitution has been established as a viable approach to optimize the performance of all-small-molecule organic solar cells.However,the effect of cyano substitution on the dynamics of photo-charge generation remains largely unexplored.Here,we report an ultrafast spectroscopic study showing that electron transfer is markedly promoted by enhanced intermolecular charge-transfer interaction in all-small-molecule blends with cyanided donors.The delocalized excitations,arising from intermolecular interaction in the moiety of cyano-substituted donor,undergo ultrafast electron transfer with a lifetime of∼3 ps in the blend.In contrast,some locally excited states,surviving in the film of donor without cyano substitution,are not actively involved in the charge separation.These findings well explain the performance improvement of devices with cyanided donors,suggesting that manipulating intermolecular interaction is an efficient strategy for device optimization. 展开更多
关键词 Electron transfer Organic solar cells Charge-transfer interaction
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Removal of SiC particles from solar grade silicon melts by imposition of high frequency magnetic field
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作者 Mehdi KADKHODABEIGI Jafar SAFARIAN +2 位作者 Halvard TVEIT Merete TANGSTAD Stein Tore JOHANSEN 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第11期2813-2821,共9页
Non-metallic particles and metallic impurities present in the feedstock affect the electrical and mechanical properties of high quality silicon which is used in critical applications such as photovoltaic solar cells a... Non-metallic particles and metallic impurities present in the feedstock affect the electrical and mechanical properties of high quality silicon which is used in critical applications such as photovoltaic solar cells and electronic devices. SiC particles strongly deteriorate the mechanical properties of photovoltaic cells and cause shunting problem. Therefore, these particles should be removed from silicon before solar cells are fabricated from this material. Separation of non-metallic particles from liquid metals by imposing an electromagnetic field was identified as an enhanced technology to produce ultra pure metals. Application of this method for removal of SiC particles from metallurgical grade silicon (MG-Si) was presented. Numerical methods based on a combination of classical models for inclusion removal and computational fluid dynamics (CFD) were developed to calculate the particle concentration and separation efficiency from the melt. In order to check efficiency of the method, several experiments were done using an induction furnace. The experimental results show that this method can be effectively applied to purifying silicon melts from the non-metallic inclusions. The results are in a good agreement with the predictions made by the model. 展开更多
关键词 SiC particle electromagnetic separation solar grade silicon (SoG-Si) photovoltaic cells computational fluid dynamics(CFD) non-metallic particles metallic impurities
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含硼氮配位键的高分子电子受体材料 被引量:4
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作者 刘俊 王利祥 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1856-1869,共14页
全高分子太阳能电池用高分子电子给体材料和高分子电子受体材料的共混物作为光电活性层,是光伏技术的重要发展方向之一.鉴于高分子受体材料的种类和数量都很少,开发新型高分子受体材料是发展全高分子太阳能电池的关键.有别于采用酰亚胺... 全高分子太阳能电池用高分子电子给体材料和高分子电子受体材料的共混物作为光电活性层,是光伏技术的重要发展方向之一.鉴于高分子受体材料的种类和数量都很少,开发新型高分子受体材料是发展全高分子太阳能电池的关键.有别于采用酰亚胺结构设计高分子受体材料的传统思路,我们从硼氮配位键降低π-共轭体系最低未占分子轨道(LUMO)能级的基本原理出发,在国际上率先提出了用硼氮配位键设计高分子受体材料的策略.本文旨在总结我们在含硼氮配位键的高分子受体材料方向的研究进展.首先阐明了硼氮配位键降低LUMO能级的原理,揭示出硼氮配位键在重复单元和高分子中的3个作用,然后介绍了硼氮配位键高分子受体材料的2种分子设计方法,阐明了硼氮配位键高分子受体材料在LUMO轨道和LUMO能级调控方面的特征,介绍了硼氮配位键高分子受体材料的吸收光谱调控、能级结构调控和电子迁移率调控,实现了全高分子太阳能电池的器件效率从2015年的0.14%到目前的>6%的转变.最后,展望了硼氮配位键高分子受体材料在高性能全高分子太阳能电池方面的前景和重点发展方向. 展开更多
关键词 硼氮配位键 分子太阳能电池 电子受体 能级结构 电子迁移率
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A chlorinated low-bandgap small-molecule acceptor for organic solar cells with 14.1% efficiency and low energy loss 被引量:9
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作者 Bin Kan Huanran Feng +5 位作者 Huifeng Yao Meijia Chang Xiangjian Wan Chenxi Li Jianhui Hou Yongsheng Chen 《Science China Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第10期1307-1313,共7页
A new acceptor-donor-acceptor(A-D-A) type small-molecule acceptor NCBDT-4 Cl using chlorinated end groups is reported.This new-designed molecule demonstrates wide and efficient absorption ability in the range of 600–... A new acceptor-donor-acceptor(A-D-A) type small-molecule acceptor NCBDT-4 Cl using chlorinated end groups is reported.This new-designed molecule demonstrates wide and efficient absorption ability in the range of 600–900 nm with a narrow optical bandgap of 1.40 eV. The device based on PBDB-T-SF:NCBDT-4 Cl shows a power conversion efficiency(PCE) of 13.1%without any post-treatment, which represents the best result for all as-cast organic solar cells(OSCs) to date. After device optimizations, the PCE was further enhanced to over 14% with a high short-circuit current density(Jsc) of 22.35 m A cm-2 and a fill-factor(FF) of 74.3%. The improved performance was attributed to the more efficient photo-electron conversion process in the optimal device. To our knowledge, this outstanding efficiency of 14.1% with an energy loss as low as 0.55 eV is among the best results for all single-junction OSCs. 展开更多
关键词 small-molecule acceptor low-bandgap chlorinated high performance
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Efficient and stable inverted perovskite solar cells enabled by inhibition of self-aggregation of fullerene electron-transporting compounds 被引量:1
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作者 ChengboTian German Betancourt-Solis +6 位作者 Ziang Nan Kaikai Liu Kebin Lin Jianxun Lu LiqiangXie Luis Echegoyen Zhanhua Wei 《Science Bulletin》 SCIE EI CSCD 2021年第4期339-346,M0004,共9页
Fullerene-based electron-transporting layers(ETLs)significantly influence the defect passivation and device performance of inverted perovskite solar cells(PSCs).However,theπ-cage structures of fullerenes lead to a st... Fullerene-based electron-transporting layers(ETLs)significantly influence the defect passivation and device performance of inverted perovskite solar cells(PSCs).However,theπ-cage structures of fullerenes lead to a strong tendency to self-aggregate,which affects the long-term stability of the corresponding PSCs.Experimental results revealed that[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM)-based ETLs exhibit a certain degree of self-aggregation that affects the stability of the device,particularly under continuous irradiation stress.To modulate the aggregation behavior,we replaced a methyl hydrogen of PCBM with a phenyl group to yield[6,6]-phenyl-C61-butyric acid benzyl ester(PCBB).As verified through X-ray crystallography,this minor structural modification results in more non-covalent intermolecular interactions,which effectively enhanced the electron-transporting ability of the PCBB-based ETL and led to an efficiency approaching 20%.Notably,the enhanced intermolecular forces of PCBB suppressed its self-aggregation,and the corresponding device showed significantly improved stability,retaining approximately 90%of its initial efficiency after 600 h under one-sun irradiation with maximum power point tracking.These findings provide a viable approach for the design of new fullerene derivatives to tune their intermolecular interactions to suppress self-aggregation within the ETL for highperformance PSCs. 展开更多
关键词 Functionalized fullerene SELF-AGGREGATION Intermolecular interaction Operation stability Inverted perovskite solar cells
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A series of dithienobenzodithiophene based small molecules for highly efficient organic solar cells 被引量:1
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作者 Huanran Feng Miaomiao Li +6 位作者 Wang Ni Bin Kan Yunchuang Wang Yamin Zhang Hongtao Zhang Xiangjian Wan Yongsheng Chen 《Science China Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第4期552-560,共9页
Three acceptor-donor-acceptor (A-D-A) small molecules DCAODTBDT, DRDTBDT and DTBDTBDT using dithieno[2,3-d:2',3'-d']benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene as the central building block, octyl cyanoacetate, 3-octylrhod... Three acceptor-donor-acceptor (A-D-A) small molecules DCAODTBDT, DRDTBDT and DTBDTBDT using dithieno[2,3-d:2',3'-d']benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene as the central building block, octyl cyanoacetate, 3-octylrhodanine and thiobarbituric acid as the end groups were designed and synthesized as donor materials in solution-processed photovoltaic cells (OPVs). The impacts of these different electron withdrawing end groups on the photophysical properties, energy levels, charge carrier mobility, morphologies of blend films, and their photovoltaic properties have been systematically investigated. OPVs device based on DRDTBDT gave the best power conversion efficiency (PCE) of 8.34%, which was significantly higher than that based on DCAODTBDT (4.83%) or DTBDTBDT (3.39%). These results indicate that rather dedicated and balanced consideration of absorption, energy levels, morphology, mobility, etc. for the design of small-molecule-based OPVs (SM-OPVs) and systematic investigations are highly needed to achieve high performance for SM-OPVs. 展开更多
关键词 acceptor-donor-acceptor dithieno[2 3-d:2' 3'-d']benzo[1 2-b:4 5-b']dithiophene solution-processed photovoltaic cells endacceptor moieties
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A small molecular electron acceptor based on asymmetric hexacyclic core of thieno[1,2-b]indaceno[5,6-b']thienothiophene for efficient fullerene-free polymer solar cells 被引量:1
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作者 Wenchao Zhai Ailing Tang +3 位作者 Bo Xiao Xiaochen Wang Fan Chen Erjun Zhou 《Science Bulletin》 SCIE EI CSCD 2018年第13期845-852,共8页
A novel A-D-A (acceptor-donor-acceptor) type non-fullerene small molecule, A201, consisting of an asymmetric thieno[1,2-b]indaceno[5,6-b'lthienothiophene (TITI') unit as middle D part and 2-(3-oxo-2, 3-dihydroi... A novel A-D-A (acceptor-donor-acceptor) type non-fullerene small molecule, A201, consisting of an asymmetric thieno[1,2-b]indaceno[5,6-b'lthienothiophene (TITI') unit as middle D part and 2-(3-oxo-2, 3-dihydroinden-l-ylidene) malononitrile (IC) groups as end-capped A parts was designed and synthesized. The asymmetric TITT building block showed a higher dipole moment of 0.85 Debye (1 Debye = 3.33564 × 10^-3μcm) compared with the symmetric analogues of indacenodithiophene (IDT) and indacenodithieno[3,2-b]thiophene (IDTr) of 0.098 and 0.13 Debye, respectively. The solution-processed bulk heterojunction solar cells using a benzotriazole (BTA)-based polymer of J71 as donor and A201 as acceptor, showed a power conversion efficiency (PCE) of 9.36% with an open-circuit voltage (Voc) of 0.88 V, a short-circuit current Use) of 13.15 mA cm^-2, and a fill factor (FF) of 0.B7, under the illumination of AM 1.5G at 100 mW cm^-2. The high PCE of this material combination could be attributed to its broad absorption spectrum and the high hole mobility (#h) and electron mobility (μh) of 9.56 × 10^-4 and 5.1× 10^-4 cm^2 V^-1 s^-1, respectively. These results indicate that the asymmetric electron-donating segments are promising to construct A-D-A type small molecular acceptors, which could largely enhance the diversity of building blocks to design photovoltaic materials. 展开更多
关键词 Non-fullerene Polymer solar cells Small molecular acceptor ASYMMETRIC
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