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中南大学在有机太阳能电池研究上再次取得新进展

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发表于 2019-3-27 21:48:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
具有质轻、柔性、可制成半透明以及可大面积制备等显著特点的有机太阳能电池是新一代光伏技术的重要发展方向。在有机太阳能电池的发展过程中,活性层材料的研发对提高器件综合性能具有重要的意义。
近日,国际知名期刊《AdvancedMaterials》(IF=21.95)在线发表了中南大学化学化工学院邹应萍教授课题组在非富勒烯有机太阳能电池研究的最新进展,论文题目为“Fusedbenzothiadiazole:abuildingblockforn-typeorganicacceptortoachievehigh-performanceorganicsolarcells”。
中南大学在有机太阳能电池研究上再次取得新进展
邹应萍教授课题组基于前期提出的A-DA’D-A非富勒烯分子设计策略,通过化学合成手段将经典有机缺电子单元苯并噻二唑作为A’引上述分子体系中,形成一种稠环DA’D中心核,与氰基茚满二酮缩合,获得A-DA’D-A型有机小分子受体光伏材料Y5。研究表明,Y5具有较合适的电化学能级和较窄的光学带隙(1.38eV)以及优异的电子迁移率(2.11×10-4cm2·V-1·s-1)。
材料普适性是器件进一步研究的关键,因此,基于Y5分子,课题组与中国科学院化学研究所李永舫院士团队进行太阳能电池器件的合作,选用了5种不同类型不同带隙的经典给体聚合物与之共混,器件均获得了超过10%的能量转换效率(与PBDB-T共混,获得14.1%的两元单结器件效率),显示比明星非富勒烯受体分子ITIC更高的光伏性能,进一步从迁移率及能量无序度等方面解释不同共混体系性能的差异。该研究不仅证明了Y5材料的普适性,又从合成手段填补了苯并噻二唑基非富勒烯受体的高效应用实例。
该论文的第一作者为中南大学化学化工学院2015级博士生袁俊、2016级硕士生张云强和周流洋,通讯作者为中南大学化学化工学院邹应萍教授和中国科学院化学研究所李永舫院士,中南大学为第一单位和通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金委,科技部,湖南省自然科学基金等联合资助。
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