苏州大学崔超华教授系统评述:有机光伏材料的分子设计与器件性能研究
有机太阳能电池(包括聚合物太阳能电池)具有重量轻、柔性、半透明等突出优点,可使用刮涂、喷墨或者卷对卷等便捷的工艺制备成大面积器件,在建筑一体化、可穿戴电子设备等方面具有巨大的应用潜力,是新一代光伏技术的重要发展方向。有机光伏材料(给/受体材料)是有机太阳能电池的核心,决定着器件的能量转换效率。因此,发展合理的分子设计策略调制有机半导体材料的物理化学性质进而制备高效有机光伏材料,是提升有机太阳能电池效率的关键。
基于以上背景,苏州大学崔超华教授课题组应邀系统评述了近年来有机光伏材料的研究进展。首先介绍了高效有机光伏材料的分子设计准则,强调了有机光伏材料的创新发展对器件性能提升的重要意义;然后针对有机光伏材料的能级调制对提升器件开路电压的重要性,系统介绍了烷硫基侧链工程在调控能级、提升光伏性能的策略:通过烷硫基侧链策略分别在给电子单元、缺电子单元及共轭π桥的应用,有效调制能级,提升器件开路电压及能量转换效率;针对有机光伏器件活性层形貌调控的难点与挑战,介绍了如何从光伏材料的分子设计层面有效调制分子的聚集态行为、优化活性层形貌,提升器件光伏性能:聚合物给体材料的共轭侧链策略、小分子给体材料的柔性侧链策略以及三元共混策略调控共混膜形貌;最后,探讨和展望了现阶段有机太阳能电池研究过程中存在的科学问题及未来的发展方向。
上述工作以专论形式即将在《高分子学报》2021年第6期"高分子优秀青年学者专辑"印刷出版。通讯作者为苏州大学崔超华教授。
原文链接:
http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2021.21068
来源:高分子学报
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