Due to the increasing demand for sustainable clean energy, organic photovoltaic cells (OPV) with the significant advantages of light weight, low cost and large area process have received intensified research efforts in the past decades in both academia and industry. Currently, low power conversion efficiency (PCE) is the main bottleneck which limits the application of OPV. Among all the factors which affect the PCE of OPV, mismatching of energy level between donor and acceptor within the active layer is the most important issue, which blocks the transfer of electrons and holes. In order to solve the mismatching of donor and acceptor energy level issue, we are going to design and synthesize conjugated polymers and oligomers with tunable energy levels, and then prepare device with other popular organic conjugated materials in this proposal. S and Se will be introduced into the conjugated polymer/oligomer system to tune the materials’ energy levels and hence to find the relationship between the structure and properties of synthesized materials self - owned intellectual property. To entrench the achievement of our country and to lay foundation of future development of OPV, proper materials with good energy level will be selected to optimize the OPV device system with the highest PCE above 10%.
在全球大力开发清洁能源的大环境下,有机太阳能电池因其重量轻、成本低、可大面积制备等优点而具备了广阔的应用前景,受到广泛关注和研究。目前,电池光电转换效率低是制约其实用化的关键因素,而影响光电转换效率的主要原因就是器件活性层中给体材料与受体材料能级不匹配,影响了载流子的有效传输。本课题瞄准这一国际前沿难题,从能级可控的共轭聚合物/齐聚物入手,结合分子结构及器件结构的优化,争取在设计合成综合性能优良、能级可控的共轭聚合物光伏材料方面做出创新性工作。拟设计合成含有硫、硒等杂原子的能级可调控的共轭聚合物/齐聚物,从这些拥有自主知识产权的聚合物中筛选出能级合适的材料,与其他常用的材料配合制备高操作性能的太阳能电池(白光下最高光电转换效率达10%以上),掌握几种有应用潜力的材料的关键制备技术,巩固我国在有机太阳能电池这一高技术领域占有的一席之地,为有机太阳能电池的进一步发展奠定基础。
高效、稳定的新型有机半导体材料一直都是有机太阳能电池发展的重要领域。本项目从能级调控入手,开发新型的聚合物、齐聚物及小分子材料,用于有机太阳能电池的给体及受体,进而制备器件进行验证,同时系统地研究了聚合物分子量、非卤溶剂、陷阱填充等对有机太阳能电池的影响。围绕结构与性能的关系,通过杂原子的引入,深入研究了材料的分子结构与电子能级、凝聚态结构及光电性能的内在关系这一关键科学问题,重点发展兼具宽吸收、高载流子迁移率的有机太阳能电池材料,开发了有自主知识产权的材料体系,进一步推动了我国有机太阳能电池的发展。
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数据更新时间:2023-05-31
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