基于苝二酰亚胺聚合物太阳能电池受体的研究

来源 :中国化学会2017全国高分子学术论文报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:PYY7896321
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  聚合物太阳能电池是近年来新能源材料和器件领域的研究热点。相比于聚合物-小分子共混体系,全聚合物共混薄膜具备更加稳定的微观相分离形貌,有望解决高结晶性、高迁移率与共混体系相分离形貌稳定性之间的矛盾。但聚合物受体的发展仍然面临材料结构单一、器件性能可重复性差、能量转换效率不理想等问题。
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偶氮材料在干涉光照射下可以发生光致取向,进而形成光栅,而且这种光栅在加热或者另一波长的光的照射下可以被快速的擦除,因此偶氮材料非常适合用作光存储介质。我们前期研究发现:偶氮苯上不同拉电子取代基对偶氮物质形成光栅的速率具有明显的影响。
有机金属卤化物钙钛矿光伏电池凭借其高的光电转换效率,近年来得到了全球科学家和工业界的关注。对有机金属卤化物钙钛矿薄膜太阳能电池来说,光吸收层的厚度、形貌、晶粒尺寸等特征对电池性能有着举足轻重的作用。而这些特征主要取决于钙钛矿薄膜的制备方法和工艺。
5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(ffBT)是一种优秀的吸电子单元,利用ffBT 结合罗丹宁染料单元作为吸电子端基,引达省二噻吩(IDT)作为给电子的中心单元,构建一种全新的受体-给体-受体(A-D-A)型小分子受体材料,命名为IffBR.
机械响应荧光(MRF)材料在机械力作用下会产生荧光强度或发射波长的变化,从而在应力传感器、光学防伪、缺陷检测等领域具备良好的应用前景。但是目前已报道的机械响应荧光材料大部分是具有给受体结构的共轭小分子,合成复杂,产率较低,加工性能较差。
近年来,有机聚合物太阳能电池的光电转换效率获得了大幅度提升。其轻质、廉价、可弯曲、半透明等特性在未来的可穿戴能源、建筑一体化光伏能源(BIPV)等方面的潜在应用更是引起了人们的广泛关注。因此,柔性、半透明有机聚合物太阳能电池的研究成为一个热点。
导电聚合物因其可逆的氧化还原反应而呈现较高的赝电容,制备具有特殊纳米结构的导电聚合物或将导电聚合物与碳纳米结构体进行复合可进一步提高其电容特性。界面聚合法是获得高产率导电聚合物纳米结构的有效方法之一。在界面聚合过程中,单体与引发剂分别溶于互不相溶的有机溶剂和水中,聚合反应仅发生在两相界面。
为了推进聚合物太阳能电池的实际应用,发展适用于低成本、大面积加工技术的材料十分重要.这里,我们合成了一种新的聚合物BDT-ffBX-DT.它是含氟代苯并噁二唑和苯并二噻吩单元的宽带隙聚合物材料,且具有潜在的实际应用的性质.即在250nm 的膜厚下,聚合物BDT-ffBX-DT 与低成本的受体[60]PCBM 共混,得到了9.4%的能量转化效率.再者,这些太阳能电池器件是在接近的加工温度下采用非卤溶
热活性延迟荧光(TADF)材料具有小的单重态-三重态能级差(ΔEST),因此三重态激子可以通过反向系间窜越(RISC)转变成单重态激子发光。该类材料能够充分利用电激发下形成的单重态激子和三重态激子,使其器件的内量子效率理论上可以达到100%,媲美磷光材料,远远高于传统荧光材料的25%,成为继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第3 代有机发光材料,近年来受到广泛关注。
有机太阳能电池因其对环境友好、成本低、易制作及易大面积生产等优势引起了人们广泛的关注。设计开发高效的活性层材料是提高有机太阳能电池最主要的途径。有机太阳能电池给体材料的光伏性能通常是由其分子主链结构决定,侧链的选择在一定程度上也影响着其光伏性能。
共轭聚合物(CPs)自组装纳米线由于规则的π-π 堆积和一维取向被广泛应用于高迁移率薄膜器件。规则自组装结构的形成需要强烈的分子链间堆积,这种作用会猝灭发光,所以关于发光型CPs 自组装纳米线的工作鲜有报道。前期工作中,我们获得了一类结晶聚二芳基芴(PnDPF),是一种高稳定和高量子效率的宽带系半导体材料。