中科院化学所侯剑辉研究员课题组：有机太阳能电池中电荷转移机理研究方面取得重要进展

点击上方“蓝字” 一键订阅

近年来，有机太阳能电池（OPV）领域取得了迅猛的发展，其光电转化效率已经突破了15%，展现了光明的应用前景。从光活性材料的化学结构特点理解OPV中电荷转移机理，特别是低能量损失下激子解离的驱动力来源，对于设计新颖材料提高电池性能具有重要的意义。

在中国科学院和国家自然科学基金委的支持下，中科院化学所高分子物理与化学实验室侯剑辉研究员课题组的姚惠峰博士等人，开展了有机光伏分子化学结构与电荷产生机理间构效关系的相关研究。在前期的工作中(Chin. J. Chem. 2018, 36, 491-494)，研究人员发现OPV中电子给体和电子受体的分子表面静电势（ESP）存在较大的差异，促进了电荷的高效生成。

图 ESP差异促进电荷转移态的形成

最近，姚惠峰博士等人设计了新颖的聚合物给体材料PTO2并详细研究了分子表面ESP对电荷转移过程的影响机制。研究的结果表明，PTO2与非富勒烯受体材料IT-4F存在显著的ESP差异，相应的分子间电场提供了激子解离的驱动力，促进了电荷转移，基于此的电池具有高效的电荷生成效率；而在PTO2与富勒烯衍生物受体的界面，ESP的差异相对较小，电荷转移需要额外电场的辅助。另外，研究人员与瑞典林雪平大学和隆德大学的合作者在器件和光物理方面开展了相应的研究，对ESP理论具有重要的支撑。该工作建立了分子结构与电荷转移过程的联系，为高效率光伏材料的设计提供了全新的思路，相关研究工作发表在近期的J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7743-7750，文章第一作者是姚惠峰博士。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b12937

来源：中科院化学所

相关进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

关注高分子科学技术  👉

长按二维码关注

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多