80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
薄志山/劉亞輝 AEM：具有C2V對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的平面單元構(gòu)筑可綠色溶劑加工的高效有機(jī)太陽(yáng)能電池聚合物給體材料
2022-03-15  來(lái)源：高分子科技


  該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一種具有C2V對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的平面單元（B2TCl）來(lái)構(gòu)筑可用綠色溶劑加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池聚合物給體材料（PB2TCl-o和PB2TCl-i）。在以BTP-ec9-4F作為受體材料，PB2TCl-o作為給體材料，通過(guò)非鹵溶劑鄰二甲苯加工的器件中獲得了15.10%的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，在基于PB2TCl-o給體材料的半透明器件也獲得了9.09%的光電轉(zhuǎn)換效率（AVT為23.09%，AT為24.2%）。另外，他們利用B2TCl單元來(lái)構(gòu)筑三元共聚給體材料(PW1和PW2)同樣得到了優(yōu)異的光電性能。通過(guò)非鹵溶劑鄰二甲苯加工，在基于PW1和PW2的器件中分別獲得了16.26%和17.19%的光電轉(zhuǎn)換效率。這一研究工作為開(kāi)發(fā)高效可綠色溶劑加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池聚合物給體材料提供了新的設(shè)計(jì)思路。


  有機(jī)太陽(yáng)能電池因具有質(zhì)輕，廉價(jià)，可大面積印刷等優(yōu)點(diǎn)一直受到人們的廣泛關(guān)注。最近幾年得益于新型材料的開(kāi)發(fā)，特別是非富勒烯受體材料的迅猛發(fā)展，有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破19%，發(fā)展前景廣闊。但距離實(shí)際應(yīng)用，仍然有一些問(wèn)題有待解決。目前大多數(shù)高效有機(jī)太陽(yáng)能電池都采用含鹵溶劑來(lái)加工器件，比如氯仿，氯苯，鄰二氯苯等等。在工業(yè)生產(chǎn)中這些含鹵溶劑的使用無(wú)疑會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，發(fā)展高效可綠色溶劑加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池對(duì)于未來(lái)的工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。


本文亮點(diǎn)：


  高效有機(jī)太陽(yáng)能電池要求活性層具有雙連續(xù)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以保證激子的解離和電荷的傳輸。在加工以小分子受體和聚合物給體組成的活性層時(shí)，通常聚合物首先析出形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨后小分子在聚合物形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間固化，從而獲得合適的活性層形貌。然而大多數(shù)高效聚合物材料在非鹵溶劑中溶解性并不理想，因此在加工過(guò)程中容易形成大尺度的聚集體，從而限制了其光伏性能。通常人們采用引入長(zhǎng)脂肪側(cè)鏈和增加分子骨架扭曲程度的策略來(lái)改善聚合物的溶解性。然而這種策略同樣會(huì)影響分子的結(jié)晶性以及在共混膜中的有序堆積，不利于激子的傳輸。因此，如何平衡材料的結(jié)晶性和溶解性是開(kāi)發(fā)可綠色溶劑加工聚合物材料的重點(diǎn)。在本工作中，他們?cè)O(shè)計(jì)合成了donor-donor(D-D)型分子骨架的聚合物給體材料(PB2TCl-o 和 PB2TCl-i)。相比于donor-acceptor (D-A)型聚合物材料，D-D型聚合物由于分子內(nèi)的推拉電子效應(yīng)減弱，使分子能級(jí)變寬，能夠更好的匹配窄帶隙受體材料；另外，這種分子結(jié)構(gòu)能適當(dāng)減弱分子間相互作用，從而提高聚合物的溶解性。并且聚合物的關(guān)鍵構(gòu)筑單元B2TCl-o 和 B2TCl-i具有C2V對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，使聚合物骨架呈現(xiàn)鋸齒型構(gòu)象，進(jìn)一步提高了聚合物材料的溶解性。最終，在以BTP-ec9-4F作為受體材料，PB2TCl-o作為給體材料，通過(guò)非鹵溶劑鄰二甲苯加工的器件中獲得了15.10%的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，在基于PB2TCl-o給體材料的半透明器件也獲得了9.09%的光電轉(zhuǎn)換效率（AVT為23.09%，AT為24.2%）。另外，他們利用B2TCl單元來(lái)構(gòu)筑三元共聚給體材料同樣得到了優(yōu)異的光電性能。通過(guò)非鹵溶劑鄰二甲苯加工，在基于PW1和PW2的器件中分別獲得了16.26%和17.19%的光電轉(zhuǎn)換效率。


Scheme 1. The chemical structure of BTP-ec9-4F and synthetic routes of PB2TCl-o and PB2TCl-i.


Figure 1. Optimal geometries of building block (B2TCl-o and B2TCl-i) determined by DFT.


Figure 2. (a, b) Normalized absorptions of PB2TCl-o and PB2TCl-i in o-DMB at different temperature; (c) Normalized absorptions of BTP-ec9-4F, PB2TCl-o and PB2TCl-i as films; (d) energy diagram of devices.


Figure 3. (a) J-V and (b) EQEs curves; (c) transmission spectra of semitransparent OSCs; (d) color coordinates with different anode thicknesses on the CIE 1931 chromaticity diagram and photograph of semitransparent OSCs without Ag electrode.


Figure 4. (a~d) GIWAXS patterns of the neat/blend films of PB2TCl-o and PB2TCl-i. (e) The corresponding scattering profiles of the neat and blend films.


Figure 5. AFM and TEM images of PB2TCl-o:BTP-ec9-4F and PB2TCl-i:BTP-ec9-4F blend films.


Scheme 2. The chemical structures of random terpolymer PW1 and PW2.


  開(kāi)發(fā)高效可綠色溶劑加工的有機(jī)光伏材料對(duì)于未來(lái)的工業(yè)化應(yīng)用至關(guān)重要。在本工作中，他們通過(guò)設(shè)計(jì)具有C2V對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的D-D型有機(jī)太陽(yáng)能電池聚合物給體材料，在提高聚合物材料溶解性的同時(shí)獲得了高效的光伏性能。同時(shí)，利用平面單元B2TCl-o構(gòu)筑的三元共聚給體材料同樣獲得了優(yōu)異的光伏性能。他們的這一工作為設(shè)計(jì)高效可綠色溶劑加工的聚合物給體材料提供了有效的分子設(shè)計(jì)策略。

文章第一作者為汪航和路皓，通訊作者為薄志山和劉亞輝，通訊單位是青島大學(xué)和北京師范大學(xué)。


  參考文獻(xiàn)：

  H. Wang, H. Lu, Y. N. Chen, G. Ran, A. Zhang, D. Li, N. Yu, Z. Zhang, Y. Liu, X. Xu, W. Zhang, Q. Bao, Z. Tang, Z. Bo, Adv. Mater. 2021, 2021, 2105483.

  R. Hou, M. Li, X. Ma, H. Huang, H. Lu, Q. Jia, Y. Liu, X. Xu, H. B. Li, Z. Bo, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 46220.


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202104028


招聘啟事：

  青島大學(xué)功能染料與應(yīng)用技術(shù)研究院以薄志山教授為首席科研家，現(xiàn)高薪誠(chéng)聘博士后若干人，課題組致力于光電材料與器件的研究，包括太陽(yáng)能電池材料、器件物理、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管和柔性可穿戴器件等，博士后招聘詳情請(qǐng)?jiān)L問(wèn)（http://rlzy.qdu.edu.cn/info/1010/1779.htm）。只要你一樣有激情有夢(mèng)想，請(qǐng)加入，一起相聚在青島開(kāi)創(chuàng)未來(lái)，有意著請(qǐng)聯(lián)系：liuyh@qdu.edu.cn.


  下載：A Versatile Planar Building Block with C2V Symmetry for High-Performance Non-Halogenated Solvent Processable Polymer Donors

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞