可溶液处理小分子给体材料优化设计与光伏性能研究

Solution processed small molecules based organic solar cells have demonstrated great potentials for application.Based on our previous works, according to the demannds for high efficiency organic solar cells on absorption,energy level and mobility etc., series of small molecules will be rationally designed and synthesized.Then, the relationship between the phtovoltaic performance and the intrinsic molecule structures will be studited and high efficiencies organic photovoltaic devices based solution processed small molecule will be fabricated. Last, study on system measurements and stabilities will be carried out for the above solution processed small molecules.

基于可溶液处理的小分子有机太阳能电池具有较大的发展潜力与应用前景。本项目拟在前期工作基础上，根据高效率有机太阳能电池在光吸收，能级，迁移率等方面对给体材料的要求，优化设计合成系列可溶液处理小分子给体材料；研究可溶液处理小分子给体材料的光电性质与本征结构的关系；制备高性能的基于可溶液处理小分子有机光伏器件；开展基于可溶液处理小分子有机光伏器件的系统测试以及稳定性等方面的研究

因具有低成本和可柔性大面积印刷生成制备等优点，有机太阳能电池成为近年来新能源研究领域的热点方向之一。本项目立足于可溶液处理小分子活性层材料的设计合成及相关器件制备与优化开展研究工作。项目设计合成了系列具有A-D-A结构的小分子给体材料，研究了端基，中间核以及烷基链等对分子吸光、迁移率、能级等物理性能的影响；项目制备了基于上述小分子给体材料的光伏器件，包括正常及反转器件结构；发展了基于溶剂退火的小分子光伏器件优化方法，获得了光电转化效率超过10%的单节光伏器件；在上述研究基础上，制备基于可溶液处理的高效小分子叠层光伏器件，获得了12%以上的光电转化效率；项目的研究推动了可溶液加工小分子有机太阳能电池的发展，为设计合成更高效率的有机太阳能电池活性层材料提供了良好的实验积累和技术支撑。