骨架非稠合的非富勒烯受体

<正>相对于富勒烯类电子受体,新型非富勒烯受体具有吸光能力强,能级和结构可调等优点,对于提升有机太阳电池光电转换效率具有重要意义。近年,基于稠环结构的电子受体(FREAs)受到了国内外研究者们最多的关注~(1,2)。这一类分子具有良好的骨架平面性,高度离域的电子结构和强聚集倾向的末端基团有利于分子间的π–π堆积和电荷     

非富勒烯电子受体多尺度分子聚集体

有机太阳能电池的光活性层由p型电子供体和n型电子受体构成.这些有机半导体分子的共轭结构和杂元素使其分子间存在强非共价键作用,易于自组装形成分子聚集体,展现出与单个分子截然不同的光电性能,更决定了太阳能电池光吸收、激子解离和电荷传输等光电转换过程.本文介绍了n型非富勒烯电子受体材料在分子及微纳尺度下的多级聚集体形态,包括强结晶性非富勒烯受体的堆叠、成核、结晶机制与抑制手段,以及弱有序非富勒烯受体无规聚集及有序性提升策略.最后,重点讨论了非富勒烯电子受体纤维化的研究进展及关键技术,并对未来高性能非富勒烯电子受体的结构设计和聚集调控进行了总结和展望.     

基于非共价相互作用的非富勒烯受体光伏材料研究进展

有机太阳能电池由于制备简单、成本低,而且易于制备大面积柔性电池,因而受到了研究人员的广泛关注.非富勒烯受体材料因具有合成相对简单、易于纯化、能级和带隙可调等优点,极大地促进了有机太阳能电池效率的提高.基于非富勒烯受体材料的太阳能电池已经成为目前有机太阳能电池的研究热点之一,而具有分子内非共价键相互作用的受体材料是非富勒烯受体体系的重要组成部分.通过引入O、F、N、Se等杂原子,形成分子内非共价键相互作用,可以有效提高非富勒烯受体材料的平面性和电荷迁移率,降低光学带隙并拓宽吸收光谱,从而进一步提高太阳能电池的光伏性能.本文介绍了近几年来基于分子内非共价键相互作用的聚合物和小分子非富勒烯受体材料的研究进展,并展望了其发展趋势和应用前景.     

基于非富勒烯电子受体的半透明有机太阳能电池

半透明有机太阳能电池以其独特的光电特性在建筑集成光伏上具有广阔的应用前景。非富勒烯小分子受体近几年发展十分迅速。其中,基于非富勒烯小分子受体的半透明有机太阳能电池具有较高的光电转换效率和平均可见光透过率,因而得到了广泛关注。本文总结了近几年来非富勒烯受体型半透明有机太阳能电池的最新研究进展,探究活性层材料设计及器件构型优化对半透明有机太阳能电池的影响,希望为半透明有机太阳能电池在今后研究中新材料体系的优选提供一定的参考。     

协同富勒烯和非富勒烯受体提高卟啉全小分子三元有机太阳能电池的性能

将非富勒烯受体2,2′-{(2Z,2′Z)-[4,4,9,9-四(对己基苯)-4,9-二氢-S-引达省并二噻吩-2,7-二基]双(甲基亚基)}-双-(3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚甲基)二丙二腈(IDIC)作为第三组分引入小分子给体卟啉二聚体ZnP2-DPP和富勒烯(6,6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PC₆₁BM)受体体系,构建了光电转换效率达12.18%的全小分子有机太阳能电池,高于ZnP2-DPP∶PC₆₁BM的9.47%和ZnP2-DPP∶IDIC的8.82%的光电转换效率.IDIC的引入扩大了光谱的吸收范围,并且促进了给受体之间的电荷转移,使得三元共混物中可以产生更高的光电流.另外,IDIC的加入优化了共混膜的形貌,分子取向也得到了明显的调整,形成了face-on和edge-on的混合取向,从而使活性层中形成了更有利的三维电荷传输通道,促进了短路电流密度和填充因子的提高.这种策略发挥了富勒烯和非富勒烯受体的优势,从而提高了有机太阳能电池的4个参数.     

基于卟啉的新型近红外非富勒烯电子受体分子

正有机太阳能电池因其质轻、柔性和可溶液加工等优点而具有潜在应用前景1。有机太阳能电池的性能主要取决于活性层对光的吸收和转换过程,因此活性层材料的开发成为研究关键。当前活性层主要采用由给体和受体共混的本体异质结结构,其中大量高性能的共轭高分子和小分子给体     

非富勒烯小分子有机太阳能电池电子受体材料的研究进展

富勒烯及其衍生物是一类重要的n-型电子受体材料,在有机太阳能电池器件中发挥了至关重要的作用. 但由于富勒烯材料吸光波长较窄、亲和能高、溶解性差等,严重限制了富勒烯作为有机太阳能电池n-型电子受体材料的更广泛应用和器件性能的进一步提升. 非富勒烯n-型电子受体材料具有能级可调、合成简便、加工成本低、溶解性能优异等特点,更重要的是,此类材料在可见太阳光光谱中比富勒烯及其衍生物材料有更加宽广的吸收范围;近年来,受到越来越多的关注和研究. 本文较为系统地阐述了非富勒烯小分子材料作为有机太阳能电池n-型电子受体材料的研究进展,并对其发展前景作了展望.     

基于非富勒烯小分子受体Y6的有机太阳能电池

随着给/受体材料的不断发展,有机太阳能电池的器件效率不断取得进展.特别是非富勒受体分子Y6的出现,使单结有机太阳能电池的效率突破了15％.Y6已经应用到了有机太阳能电池各个方面并且极大提升了其性能.本综述主要总结了Y6在二元、三元和四元、逐层印刷、柔性、叠层和半透明等有机太阳能电池方面的研究情况,以及基于Y6三线态的有...     

P3HT/非富勒烯受体异质结有机太阳电池

非富勒烯受体材料在分子设计、光吸收及能级等多方面具有极其丰富的可调控性, 使得基于非富勒烯电子受体的本体异质结有机太阳电池(BHJ OSC) 近年得以迅速发展。P3HT聚合物作为被广泛研究的第二代有机半导体材料, 其价格便宜、具有较好的结晶性以及优异的载流子传输性能, 是经典的电子给体材料。本文综述了近年来以P3HT聚合物为给体、非富勒烯类有机化合物为电子受体的有机太阳电池研究进展, 探讨了P3HT/非富勒烯受体BHJ OSC中, 影响器件效率提升的关键因素, 以及电子受体优化设计方面的相应要求。对基于P3HT/非富勒烯受体 BHJ OSC器件的研究前景进行了展望。     

专访富碳纳米材料领域代表人物——智林杰研究员

<正>富碳纳米材料是指具有高分子结构特征又具有碳纳米材料性能特征的新型纳米材料,不仅具有富碳高分子明确的化学结构与组成,而且其结构单元、分子骨架、孔道与表面结构、官能团种类与位置、杂原子的引入与定位等重要的结构特征均可以通过结构单元的分子设计与可控的化学反应过程来实现较精确的调节与控制。同时,富碳纳米材料也具有碳纳米材料的重要性能特点,     

专访钠离子储能领域领军人物：余彦教授

正储能技术是实现太阳能、风能等可再生能源发电并网普及应用和智能电网建设所急需的核心技术之一。随着规模化储能及电动汽车技术的推广应用,锂资源紧缺问题可能成为制约其大规模应用的最大障碍。相比于传统的锂离子电池,钠离子电池具有低成本、高安全性的优点。因此被赋予厚望。近几年来,     

Isomers of Dithienocyclopentapyrene-Based Non-Fullerene Electron Acceptors: Configuration Effect on Photoelectronic Properties

One pair of isomers, centrosymmetric anti- Py - 1 and axisymmetric syn- Py - 2 , was designed and synthesized with an acceptor–donor–acceptor (A–D–A) structure by choosing dithienocyclopentapyrene with four 4-hexylphenyl side chains as the D unit, and 2-(5,6-difluoro-3-oxo-2,3-dihydro-1H-inden-1-ylidene) malononitrile as the A unit. In-depth structure–property relationship studies revealed that the isomers have similar UV/Vis absorption, fluorescence emission, and energy levels but significant differences in molecular shape, polarity, and charge mobility. Solution-processed bulk-heterojunction (BHJ) small-molecule organic solar cells with Py - 1 as the electron-acceptor material and PTB7-Th as the electron-donor material exhibit a power conversion efficiency (PCE) of 6.07 %, or 60 % higher than that of Py - 2 (3.7 %), which could be mainly attributed to the higher and more balanced hole/electron mobilities and better phase separation of the Py - 1 -based active layer.     

二十年磨一剑:新型太阳能电池

<正>太阳能电池发电是解决目前能源问题,促进社会经济及环境健康发展的重要途径之一.目前,在市场占主导地位的硅基太阳能电池发电成本还不能和传统化石能源竞争.在此背景下,致力于高效率低成本的新型太阳能电池研究空前活跃.作为这一领域最为活跃的代表,新型钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在过去两年内提升极为显著,认证效率达到20.1%[1],受到科学界和技术界的广泛关注,更被《Science》杂志评为"2013年十     

Effect of the Terminal Acceptor Unit on the Performance of Non-Fullerene Indacenodithiophene Acceptors in Organic Solar Cells

Four acceptor–donor–acceptor (A–D–A)-type molecules bearing indacenodithiophene as donating central core and various end-capping acceptor units have been designed and synthesised as n-type materials suitable for organic solar cells (OSCs). The studied optical and electrochemical properties supported by theoretical calculations revealed that the nature and the strength of the terminal groups exert a decisive influence on the polymer bulk-heterojunction OSC performance.     

超级电容器研究展望——范壮军教授专访

正超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的储能装置,它既具有电容器快速充放电的特性,同时又具有电池的储能特性。但与传统电容器相比,超级电容器具有更大的比电容、更高的能量密度、更长的使用寿命等特点,而与电池相比,超级电容器又具有更高的功率密度、长寿命及绿色环保等优点。国家把超级电容器关键材料及其器件设计列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006–2020年)》和《国家十一五科学技术发展规划》。     

Martin D. Kamen: An Interview with a Nuclear and Biochemical Pioneer

Martin D. Kamen (born in Chicago on August 27, 1913), codiscoverer of carbon-14 and a Nobel Prize-caliber nuclear scientist and biochemist whose life is replete with triumph and tragedy, discusses his life, career, and views of science, education, and politics in this wide-ranging interview, which is prefaced with and followed by a brief summary of his life, including his education, work on the Manhattan Project, his unexplained dismissal from this classified war work, his ultimate vindication from unjustified accusations of disloyalty, and his second career in biochemistry.     

人物专访:上海交通大学赵一新教授

问题1:是什么原因促使您从事理论化学研究转向实验化学研究?对您现在的科研工作有何影响?回答:硕士期间的理论化学研究让我意识到,要做第一流的理论化学必须要能开发自己的特色理论方法并代码化,而我本人对于编程写代码一直没有感觉也不擅长,这样是难以做出第一流的理论化学研究成果。另外,我在读书时其实一直是表现出了比较突出的实验动手能力,因此我在读博士的时候就决定转到实验化学研究了。但是这段理论化学研究,对我后面的科研工作帮助很大。我在决定实验研究方案之前都会从理论化学角度在头脑里先进行模拟实验和推理,然后再进行实验化学设计,当我实验中遇到一些奇特的实验结果时,也喜欢用理论的方法进行推导和展开更深的思考。比如,我读博士期间,在2009年通过理论推导提出了概念创新的等离子激元Cu2?xS半导体纳米晶,这个工作被认为是这个领域的开创性成果。回顾自己的科研历程,我的大部分特色工作都具有理论和实验结合的特点。     

中国古代化学史研究的拓荒者——张子高

全面介绍我国老一辈化学教育家和古代化学史研究的拓荒者——张子高教授.介绍他为我国早期化学教育作出的卓越贡献,介绍他开创性地使用现代化学研究方法对我国古代化学史进行研究以及所取得的标志性成果.