低聚合度的交替共聚物太阳能电池的形态和性能

制备了由低聚合度的聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊[2,1-b;3,4-b']双噻吩)-交替-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)](LDP-PCPDTBT)、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成的三组分共混薄膜,并通过加入溶剂添加剂(1,8-二溴辛烷,DBO)对体系进行了优化处理.研究发现,没有加入DBO时,LDP-PCPDTBT和PC61BM相在PMMA的基质中分别是无定形的和结晶的;加入DBO后,PMMA基质中LDP-PCPDTBT和PC61BM间的相分离过程得到优化,有机太阳能电池的能量转换效率相应提高了32.4%.     

聚合物:富勒烯薄膜光伏电池的反常高温热稳定性研究

聚合物太阳能电池光电转换效率已接近商业化要求,但稳定性差却成为其实用化瓶颈因素.高温暴晒是聚合物太阳能电池实用化必须面临的环境,因此提高聚合物太阳能电池的热稳定性至关重要.本文以典型的Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl(P3HT):[6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PC61BM)基聚合物太阳能电池为研究模型,考察其在不同加热温度下(50~110℃)持续工作时的器件效率变化行为,结果发现电池在高温下表现出一种非常规的性能衰减再回升的行为,具体表现为高温下电池首先表现指数式急速衰减(20%~25%),随后发生反常的性能快速恢复至接近初始效率,之后电池保持超长的高温稳定性.光学显微镜和激光光束诱导电流成像结果证明,顶电极覆盖可以有效抑制活性层中PC61BM的聚集结晶,因而电池的反常热诱导稳定性提升与PC61BM的大量聚集结晶无关.活性层薄膜的紫外可见吸收光谱和器件外量子效率的表征结果证明,持续高温加热没有促进PC61BM二聚体的形成,反而有利于PC61BM二聚体的解离.综合实验分析结果,推测PC61BM在光照下的快速二聚反应及其高温解离是导致电池表现出反常热稳定性提升行为的主要原因.实验结果揭示了初期制备的聚合物太阳能电池实际处于一种亚稳态,对器件进行短暂的前期热退火有利于稳定活性层结构,消除亚稳态,有效提升器件稳定性.本研究工作不仅对富勒烯基聚合物太阳能电池的热诱导反常稳定性提升机理机制给出了解释,而且提供了一种提高聚合物太阳能电池稳定性的新策略.     

以C_(70)衍生物为电子受体的高效聚合物固体薄膜太阳能电池

以PC[70]BM(phenyl C71-butyric acid methyl ester)取代PC[60]BM(phenyl C61-butyric acid methyl ester)作为电子受体材料,以MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])为电子给体材料,制成了本体异质结(bulk heterojunction,BHJ)聚合物太阳能电池.MEH-PPV/PC[70]BM器件在AM1.5G(80 mW/cm2)模拟太阳光的光照条件下得到了3.42%的能量转换效率,短路电流值达到了6.07 mA/cm2,开路电压0.85 V,填充因子为53%.通过紫外可见吸收光谱和外量子效率的研究,发现PC[70]BM作为电子受体,对扩大光谱的吸收范围和增加活性层的吸收系数有明显的作用.同时比较了不同溶剂对该体系器件性能的影响.通过原子力显微镜(AFM)、光暗导I-V曲线等研究,分析了1,2-二氯苯有利于给体相和受体相的微相分离和载流子的传输的原因.     

新型酞菁-苝分子异质结的合成及其光伏性能研究

通过酰胺键将酞菁(电子给体单元)和苝二酰亚胺(电子受体单元)偶联,合成了新型的酞菁-苝分子异质结,其在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等常用溶剂中有较好的溶解度.紫外光谱分析表明其吸收光谱是酞菁和苝二酰亚胺信号的叠加,出现在300～780 nm之间.该分子摩尔消光系数高达105L mol-1 cm-1数量级,说明具有较宽的太阳光谱覆盖范围和很高的吸光系数.基于这些良好的光谱响应特性,制备了以该分子与[6,6]-苯基-C61-丁酸酸甲酯(PC61BM)为光活性层的有机太阳能电池(OSCs),该电池器件结构为ITO/聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/酞菁-苝给受体分子:PC61BM/Ca/Al,光电转换效率(PCE)为0.009%,对应的开路电压(Voc)为0.472 V,短路电流(Jsc)为0.104 mA/cm2,填充因子(FF)为0.18.     

新型给体-受体型聚合物的合成及其在本体异质结聚合物太阳能电池中的应用

设计、合成了侧链含有强吸电结构的丙二酸二丁酯受体单元与苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩给体单元交替共聚物PBDTDT,研究了其热学、光学、电化学性质以及与受体PC71BM([6,6]-苯基C71丁酸甲酯)共混作为活性层制备成本体异质结聚合物有机太阳能电池的光伏性质,考察了PBDTDT与PC71BM不同比例时的光伏性能,当聚合物PBDTDT和PC71BM质量比为1∶3制备的器件,其开路电压达到了0.82 V,能量转换效率(PCE)为0.90%,短路电流为3.25 mA/cm2,填充因子FF为0.338,同时将其与同等工艺制备的poly(3-hexylthiophene)(P3HT)太阳能电池的光伏性能进行比较,相同工艺下制备的P3HT电池的开路电压仅为0.55 V,由PBDTDT制备的电池开路电压比P3HT电池的开路电压高出0.29V,同时分析了PBDTDT能量转换效率较P3HT低的原因.     

综合研究DPE添加剂对含5,6-二氟-苯并[1,2,5]噻二唑给-受体共聚物的光伏性能影响（英文）

合成了三个以5,6-二氟-苯并[1,2,5]噻二唑为受体,2,5-双-(2-辛基-十二烷氧基)-1,4-双(噻吩并[3,2-b]噻吩基)苯和2,5-双-(2-辛基-十二烷氧基)-1,4-双(硒吩基)苯为给体的给-受体型共聚物(PBT2F-TT-a,PBT2F-TT和PBT2F-Se).这三个聚合物与PC71BM共混制备成了本体异质结聚合物太阳能电池.通过原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、交流阻抗谱(ACIS)、空间电荷限制电流(SCLC)和短路电流密度-入射光光强(JSC-Plight)测试方法系统研究了二苯醚(DPE)对活性层的形貌、载流子迁移率以及光伏性能的影响.实验结果表明DPE有助于提高共混膜载流子的迁移率,同时器件的光伏性能也得到改善.此外,PBT2F-Se器件的SCLC实验数据揭示了平衡的空穴和电子迁移率有利于提高器件的短路电流密度.     

聚(3-己基噻吩)作为光谱增感层在有机太阳电池光谱响应增强中的应用

报道了利用聚(3-己基噻吩)(P3HT)作为前置缓冲层来弥补(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩)-(4-氟代噻并[3,4-b]噻吩(PBDT-TT-F):[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PC₆₁BM)共混体相异质结(BHJ)电池对450-600 nm处光谱响应不足的新的器件结构设计思路. 光谱带隙为1.8 eV的PBDT-TT-F 在550-700 nm处有很强的光谱吸收, 在有机太阳电池器件上有很好的应用潜能. 但其在350-550 nm处的吸收不强, 影响了器件对太阳光谱的利用效率. 与此相比, P3HT薄膜的光谱吸收主要在450-600 nm范围内, 同PBDT-TT-F 形成良好的互补关系. 新设计的器件外量子效率(EQE)研究结果表明, 利用P3HT 作为前置缓冲层可以与PBDT-TT-F:PC₆₁BM薄膜中的PC₆₁BM形成平面异质结, 从而拓展了器件在450-600 nm处的光谱响应范围,实现光谱增感作用. 优化P3HT的厚度为20 nm左右, 器件对外输出的短路光电流密度从11.42 mA·cm^-2提高到12.15 mA·cm^-2, 达到了6.3%的提升.     

第三组分端基对非富勒烯有机太阳能电池性能的影响

<正>有机聚合物太阳能电池具有成本低、重量轻、半透明、制作工艺简单、可制备大面积柔性器件等突出优点,成为近年来的研究热点之一~1。有机太阳能电池活性层由电子给体和电子受体组成,通常采用本体异质结结构~2。富勒烯电子受体及其衍生物如[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PC_(61)BM)和[6,6]-苯基-C_(71)-丁酸甲酯(PC_(71)BM)具有电子迁移     

不良溶剂诱导全聚合物太阳能电池活性层的表面功函变化

使用甲醇溶剂熏蒸聚(4,8-双[5-(2-乙基己基)噻吩-2-基]苯并[1,2-b;4,5-b']双噻吩-2,6-双基-{4-(2-乙基己基)-3-氟代噻吩[3,4-b]噻吩-}-2-羧基-2,6-双基)(PTB7-Th)和聚[N,N'-双(2-辛基十二烷基)-1,4,5,8-萘二酰亚胺-2,6-双基-并-5,5'-(2,2'-双噻吩)](N2200)二元混合的活性层薄膜,发现其活性层和镀金探针间的接触电势差从37 m V升高到160 m V,表明活性层表面功函由4.71 e V降低到4.59 e V.XPS结果表明,由于甲醇和N2200之间更强的相互作用,在溶剂熏蒸过程中有更多的N2200分子扩散到薄膜表面.扩散引起了活性层表面功函的减小,使活性层和电极之间能级更加匹配,形成了更好的欧姆接触,使器件的功率转化效率提高了10%以上.     

可溶性窄带隙芴-噻吩共轭齐聚物的合成与表征

设计并合成了新型可溶性芴-噻吩共轭齐聚物FT6CE,对该化合物的热性质、光物理性质和电化学性质进行了详细表征.以FT6CE为给体,(6,6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)为受体,用溶液旋涂方法制备了体异质结太阳能电池器件,发现采用体积比为2∶1的氯仿/氯苯混合溶剂制备的器件性能最好,能量转换效率达到2.15%.     

HEPT类化合物的QSAR研究

为定量结构／活性相关性研究提取了量子化学参数,拓扑指数Am,分子连接性指数^mxt及疏水性常数,同时应用正交变换和最佳变量子集算法（Leaps-and-Bonds)进行了变量压缩和选择,进而实施了多元回归分析,并由此结果进行了HEPT类化合物（1－[(2-hydroxyethoxy)methyl]-6-(phenylthio)-thymine derivatives)的结构／活性关系的理论解释,进行了人工神经网络法对于该类化合物的活性预测,其结构明显好于多元回归法。     

Effect of the pH of the medium on the chemical shifts in the PMR spectra and on the distribution of the π-electron density

The dependence of the chemical shifts of the ring protons on the pH of the medium for a number of 4-hydroxyquinoline derivatives was studied by means of PMR spectroscopy. The dipolar and uncharged hydroxy forms exist in equilibrium in aqueous solutions. The effect of intramolecular hydrogen bonding on the character of the dependence of the chemical shift on the pH of the medium in the case of 3-piperidinomethyl-4-hydroxyisoquinoline was investigated. The possibility of the separate protonation of the ring nitrogen and the side-chain nitrogen in 3-piperidinomethyl-4-hydroxyisoquinoline was established. The distribution of the -electron density in 4-hydroxyisoquinoline is in good agreement with its chemical behavior.Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 11, pp. 1546–1549, November, 1971     

Effect of the pH of the medium on the chemical shifts in the PMR spectra and on the distribution of the π-electron density

The dependence of the chemical shift of the ring protons on the pH of the medium for a number of 3-hydroxyquinoline derivatives was studied by PMR spectroscopy. The regions of ionization of the molecules, which correspond to the ranges of acidic, neutral, and alkaline media, were found. In D₂O, 3-hydroxyquinoline is present only in the uncharged hydroxy form. The presence of intramolecular hydrogen bonding in 4-dimethylaminomethyl-3-hydroxyquinoline has a substantial effect on the character of the dependence of the chemical shift on the pH of the medium; the existence of separate protonation of the nitrogen atoms of the ring and the side chain of 4-dimethylaminomethyl-3-hydroxyquinoline was established. The distribution of the -electron density in the 3-hydroxyquinoline molecule is in good agreement with its chemical behavior during electrophilic substitution.Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 11, pp. 1540–1545, November, 1971.     

液滴荧光传感与计算机联用技术在微量分析中的应用

通过在LS55型荧光-磷光-发光分光光度计上加装液滴产生及调节附件,采用计算机采集与分析处理数据,成功地研制了双通道液滴光化学传感装置.利用葡聚糖凝胶对复合维生素B中不同组分的选择性吸附来达到分离与同时检测的目的,并将其用于复合维生素B药片的分析,取得了满意的结果.     

On the theory underlying the Car-Parrinello method and the role of the fictitious mass parameter

The theory underlying the Car-Parrinello extended-Lagrangian approach to ab initio molecular dynamics (CPMD) is reviewed and reexamined using "heavy" ice as a test system. It is emphasized that the adiabatic decoupling in CPMD is not a decoupling of electronic orbitals from the ions but only a decoupling of a subset of the orbital vibrational modes from the rest of the necessarily coupled system of orbitals and ions. Recent work [J. Chem. Phys. 116, 14 (2002)] has pointed out that, due to the orbital-ion coupling that remains once adiabatic decoupling has been achieved, a large value of the fictitious mass mu can lead to systematic errors in the computed forces in CPMD. These errors are further investigated in the present work with a focus on those parts of these errors that are not corrected simply by rescaling the masses of the ions. It is suggested that any comparison of the efficiencies of Born-Oppenheimer molecular dynamics (BOMD) and CPMD should be performed at a similar level of accuracy. If accuracy is judged according to the average magnitude of the systematic errors in the computed forces, the efficiency of BOMD compares more favorably to that of CPMD than previous comparisons have suggested.