国产成人精品一区二,成人在线视频网,久草在线中文888

雙鍵稠合作用：拓寬共軛聚合物吸收光譜簡(jiǎn)單有效的方法

來(lái)源: X-MOL 2017-07-31 14:48:03

有機(jī)太陽(yáng)能電池由于具有成本低、器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可制備柔性器件等多種突出優(yōu)點(diǎn)成為科研工作者研究的熱點(diǎn)。對(duì)于以富勒烯衍生物PCBM為電子受體的有機(jī)太陽(yáng)能電池，提高能量轉(zhuǎn)化效率最簡(jiǎn)單有效的方法是通過(guò)拓寬給體材料的吸收光譜來(lái)提高器件的短路電流。研究最多的窄帶隙聚合物是基于苯并二噻吩（BDT）與噻吩并噻吩衍生物（TT）共聚的PBDTTT系列，比如PTB7-Th，其吸收光譜可延伸至近800 nm的紅外區(qū)。然而，該系列所需的原料TT合成難度大、不易提純，從而限制了其廣泛應(yīng)用。利用價(jià)格低、制備簡(jiǎn)單的原料來(lái)合成窄帶隙的聚合物對(duì)于高性能有機(jī)光伏器件的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。

近日，蘇州大學(xué)先進(jìn)光電材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李永舫院士（點(diǎn)擊查看介紹）團(tuán)隊(duì)的張茂杰教授（點(diǎn)擊查看介紹）和國(guó)霞副教授（點(diǎn)擊查看介紹）通過(guò)在茚二噻吩單元上稠合兩個(gè)雙鍵，合成了窄帶隙的梯形聚合物PIDTV-ffBT，吸收光譜拓寬到810 nm。基于富勒烯受體體系制備的器件擁有較寬的光譜響應(yīng)、較高的短路電流密度（17.1 mA?cm-2），從而獲得7.3%的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。

茚二噻吩（IDT）單元由于具有較強(qiáng)的剛性和平面性、獨(dú)特的雜環(huán)梯形結(jié)構(gòu)受到廣泛關(guān)注。然而，較窄的吸收光譜（300-700 nm）限制了以IDT單元為基礎(chǔ)的聚合物的光伏性能。為了提高聚合物的光捕獲能力，研究人員做了很多嘗試，比如改變橋連原子、修飾側(cè)鏈以及延長(zhǎng)IDT骨架的共軛長(zhǎng)度等。然而，這些辦法并沒(méi)有有效地拓寬聚合物的吸收光譜，在有機(jī)光伏領(lǐng)域的應(yīng)用由此得到限制。

該研究團(tuán)隊(duì)合成的1,1'-亞乙烯基稠合的IDT單元（IDTV）很好地解決了聚合物吸收光譜窄的問(wèn)題。眾所周知，IDT骨架上4,9-位的碳原子是sp3雜化，僅起到稠環(huán)作用，并不增加骨架的π共軛電子數(shù)，因此不能促進(jìn)聚合物分子內(nèi)的推拉電子效應(yīng)。他們通過(guò)簡(jiǎn)單的格氏試劑加成反應(yīng)，一步合成了擁有22個(gè)π共軛電子的五元稠環(huán)——IDTV。相比于IDT單元，IDTV單元在垂直方向擁有延伸的共軛結(jié)構(gòu)和更多π共軛電子，有利于增加聚合物分子內(nèi)的電子推拉效應(yīng)，并使π電子離域到整個(gè)分子骨架，最終拓寬聚合物的吸收光譜。相比于其他聚合物，IDTV與氟取代苯并噻二唑（ffBT）共聚合成的聚合物PIDTV-ffBT表現(xiàn)出很大程度拓寬的吸收光譜（300-810 nm，光學(xué)帶隙是1.53 eV）。同時(shí)，雙鍵稠合作用也改進(jìn)了聚合物的平面性能并增強(qiáng)了分子間的相互作用，最終提高了其消光系數(shù)（717 nm: 1.34 × 105 cm-1）和空穴遷移率（0.032 cm2/Vs）。以PIDTV-ffBT: PC71BM為活性層的光伏器件的PCE值達(dá)到7.3%、Jsc高達(dá)17.1 mA?cm-2。值得注意的是，這里的PCE和Jsc值都是IDT-alt-BT系列聚合物的最高值；同時(shí)，這里的Jsc值是IDT系列聚合物的最高值，并可以媲美聚合物PTB7-Th。該研究工作為拓寬聚合物的吸收光譜，并提高聚合物太陽(yáng)能電池的光伏性能提供了簡(jiǎn)單而有效的新思路。

材料學(xué)

復(fù)制鏈接

分享至微信

分享至微博

版權(quán)聲明：

1.凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：找試劑”的所有文字、圖片、音頻和視頻文件，版權(quán)均為找試劑所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與4008-955-951聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn) 載使用時(shí)須注明來(lái)源“找試劑”，違反者本網(wǎng)將追究法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來(lái)源的稿件，均來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士，版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來(lái)源及作者，禁止擅自篡改違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。 3.本網(wǎng)評(píng)論版權(quán)中各網(wǎng)友的評(píng)論只代表網(wǎng)友個(gè)人觀點(diǎn)，不代表本站的觀點(diǎn)或立場(chǎng)。

我要提問(wèn)