基于给电子侧链取代的高效给体材料的设计、合成以及光伏性能研究

基本信息
批准号:51603136
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:崔超华
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程啸,袁伟,吴月,王燕
关键词:
侧链工程烷硫链烷氧链给体材料有机太阳能电池
结项摘要

Organic solar cells (OSCs) have attracted great attention in recent years due to their advantages of light weight, easy fabrication and capability to be fabricated into large area flexible devices. Photoactive layer materials innovation is one of the major forces currently driving the development of OSCs. Solution-processable conjugated donor materials generally contain two parts: π-conjugated backbones and flexible solubilizing side chains. Conjugated backbones determine the optoelectronic properties of the resulting polymers. Side chains play very important role in improving the solubility of donors for solution-processed device fabrication, tuning molecular packing and electronic energy levels and thus influencing the OSC device performance. This proposal mainly focuses on the investigation of the engineering of alkylthio side chain in tuning the photovoltaic properties of donor materials. We dedicate to optimize the absorption and HOMO energy level of the donor materials to improve the photovoltaic performance by introducing the alkylthio side chain. Particularly, we dedicate to develop high performance alkylthio side chain-based small molecule donor materials without extra treatment. On the other hand, we try to enhance the conjugated planarity of the small molecule donors by alkoxy side chain engineering to improve their photovoltaic performance. The relationship between conjugated architectures and photovoltaic properties will be thoroughly investigated and deeply understood.

有机太阳电池因其质量轻、可制备大面积柔性器件等独特优势,近年来引起了广泛的关注。活性层材料的创新是推动有机太阳能电池发展的主要因素之一。溶液可加工的共轭给体材料通常包含了两部分:共轭主链和侧链。共轭主链决定了材料的光电性质。侧链的选择则可改善溶解性以满足给体材料的溶液可加工要求,以及可调整分子间的排列和分子能级等从而影响器件的性能。本项目拟将系统研究给电子侧链(烷硫链、烷氧链)对给体材料光伏性能的调控作用,通过烷硫链的引入以改善小分子给体材料的吸收光谱、HOMO能级以提高其光伏性能,特别是通过引入烷硫链,设计开发活性层不需要任何特殊处理而取得高能量转换效率的小分子给体材料。另一方面,我们拟通过烷氧链的引入提高给体小分子材料的共平面性,设计开发高效率的小分子给体材料。深入探究给体材料的结构与光伏性能之间的关系。

项目摘要

有机太阳电池因其质量轻、可制备大面积柔性器件等独特优势,近年来引起了广泛的关注。活性层材料的创新是推动有机太阳能电池发展的主要因素之一。溶液可加工的共轭给体材料通常包含了两部分:共轭主链和侧链。共轭主链决定了材料的光电性质。侧链的选择则可改善溶解性以满足给体材料的溶液可加工要求,以及可调整分子间的排列和分子能级等从而影响器件的性能。本项目深化拓展了给电子侧链烷硫链策略在高效有机光伏材料分子设计上的应用,运用烷硫链策略调控给/受体材料光伏性能、调控共混膜形貌,提高器件效率和稳定性,发展了一系列高效率有机光伏材料;发展了可用于构建高效三元器件的第三组分;通过分子设计,发展可非卤溶剂加工的高效光伏材料。总结了高效有机光伏材料分子设计经验,为高效有机光伏材料的分子设计提供理论基础。发表SCI论文17篇,申请专利1项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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