聚合物光伏电池阴极界面修饰相关的高效率聚合物给体材料研究

本项目开展能与采用醇溶共轭聚合物修饰的复合阴极形成良好配合的新型聚合物给体材料的设计合成与光伏性能研究。基于申请者在复合阴极提高聚合物光伏电池的近期发现，拟设计合成多种窄帯隙聚咔唑给体并与相应的窄帯隙聚芴给体进行比较，还包括在高效率聚合物给体材料中引入少量咔唑单元来诱导阴极界面修饰效果，以深入剖析阴极界面修饰提高光伏效率对聚合物给体的化学结构依赖性。本项目为提高聚合物光伏电池的效率提供一种可行途径；少量咔唑单元诱导的设计方法能广泛借鉴已有高效率给体材料体系，是一种实现更高效率给体聚合物的新思路。本项目将深入揭示聚合物光伏电池的阴极界面修饰相关的科学规律，从而推动聚合物光伏电池的科学与技术发展。

本研究围绕采用阴极界面修饰提高聚合物给体材料在光伏电池中的能量转换效率。本项目研究采用了多种亲水性聚合物界面修饰材料、设计合成了多种新型聚合物给体材料，在界面修饰材料和给体材料的带隙、能级调控、提高给体的载流子迁移率两方面取得了较大进展。部分聚合物给体材料获得了超过10%的能量转换效率。发表标注本项目资助的论文19篇，包括SCI收录论文18篇和EI收录论文1篇，其中影响因子大于3的SCI收录论文16篇。有3篇论文的SCI他引超过30次，其中1篇是ESI高被引论文。授权中国发明专利6项，申请中的中国发明专利7项。在科学出版社的《太阳电池基础与应用》第二版中撰写了“有机太阳电池”章节。有机太阳电池研究成果与同事合作荣获2015年国家自然科学奖二等奖和教育部2014年度高等学校自然科学一等奖。国际会议邀请报告3次（含国内举办的2次）、在2013和2015年全国高分子学术论文报告会上做分会邀请报告。