聚合物太阳电池(PSCs)由于具有其质量轻、柔性、全固态、半透明、便携性、可大面积制备等优点而受到科研工作者们广泛的关注。近年来,随着科学家们对聚合物太阳电池研究的深入及对其内部工作机制认识的加深,越来越多的高效材料与器件被开发出来,目前,已报道的最高单节聚合物太阳电池器件的效率为***%,并且还在不断发展,显示其实现商业化的可行性。近年来,得益于小分子受体材料的快速发展,有机太阳能电池的光电转化效率得到了很大程度的提高。为了获得理想的光电转化效率,选择合适的富电子基团(D)和缺电子基团(A)来构筑D-A型聚合物以作为太阳能电池的给体材料也至关重要。
本工作设计、合成了一种具有“V”结构的新型强缺电子构筑基团TPTz。通过与引达省并二噻吩(IDT)构筑单元共聚,获得了具有“zigzag”形主链结构的新型共轭聚合物PTPTz-IDT。该共聚物在氯仿中具有很好的溶解性;XRD和GIWAXS结果显示该聚合物为非结晶性聚合物;而光学各向异性测试结果表明,该聚合物在薄膜中主要以面-面(face-on)堆积方式排列。基于该聚合物,获得了超过10%的太阳能电池效率。
陈丰坤,博士,纤维材料改性国家重点实验室、材料科学与工程学院特聘研究员、博士生导师。2007年从哈尔滨工业大学获得学士学位,2012年从北京大学获得博士学位。先后在陶氏化学上海研发中心、日本京都大学、西班牙POLYMAT研究所及日本理化学研究所从事研究工作。2021年4月起任职于东华大学材料科学与工程学院。多年来一直从事功能性有机高分子材料的设计、合成及应用研究工作。先后主持了欧盟玛丽居里独立科研基金、日本理化学研究所激励课题及国家自然科学基金面上项目各1项,并参与了国家自然科学基金委、日本学术振兴会以及欧洲研究委员会资助的多项重点项目。迄今,已在Angew. Chem. Int. Ed.,Chem. Sci.,Org. Lett.,Chem. Commun.等国际核心期刊发表论文发表学术论文20余篇。研究工作多次被在Synfacts上做亮点报道,并被国内外知名同行专家多次在Chem. Rev.等国际核心期刊的综述文章中予以积极评述或以小节的方式特别介绍。
评价单位:“科创中国”新材料产业科技服务团(江西) (中国材料研究学会)
评价时间:2022-12-06
综合评价
由于聚合物太阳能电池(PSCs)成本低,易于加工,重量轻,具有机械灵活性,并且可用于大面积高产量卷对卷生产,因此引起了人们的广泛关注。目前,进一步提高PSCs的效率仍然是研究者关注的焦点。提高PSCs的效率的途径有很多,但归根到底还是要开发新材料。
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