您现在的位置: 首 页 > 科学研究 > 研究进展

同分异构型苝二酰亚胺共轭聚合物受体材料在全聚合物太阳电池中的应用

时间:2018-11-22 10:58      发布人:廖燕菲      阅读:91

近年来,有机太阳电池因其质轻、柔性以及可采用溶液法大面积加工等优点吸引了科学界和工业界的广泛关注。全聚合物太阳电池采用共轭聚合物作为给体和受体,其具有良好的相稳定性、器件稳定性和力学性能,被视为最有希望工业化的有机太阳电池。近年来,由于在给受体材料设计,薄膜形貌调控以及器件工程方面的发展,全聚合物太阳电池的性能取得了极大的提升,但是相对于采用小分子非富勒烯材料为受体的聚合物太阳电池性能仍然存在一定的差距。为了获得更加高效的全聚合物太阳电池,仍然需要对给受体材料的构型、电子迁移率、薄膜形貌以及器件性能进行更加深入的研究。

针对分子构型对全聚合物太阳电池器件效率影响的问题,最近,华南理工大学的曹镛院士团队报道了一系列基于苝二酰亚胺(PDI)的同分异构体受体材料并将其应用于全聚合物太阳电池。通过改变聚合物PDI分子间二苯炔的构型,聚合物的光电性能会发生显著变化。其中,对二苯炔连接的共轭聚合物相对于间二苯炔连接的共轭聚合物展现出更好的溶解性,更强的π-π堆积以及更加合适的共混形貌。因此基于对二苯炔连接的共轭聚合物电池器件获得更高的能量转化效率。此外,通过三元共聚策略可以有效改善聚合物共混膜的形貌从而获得更高的能量转化效率。最终,通过优化聚合物受体材料结构从而获得4.11%的器件转化效率。此研究显示了聚合物构型对器件效率具有显著影响,这对于聚合物受体材料分子的设计具有指导意义。

该工作于2018年10月1日发表在Chinese J. Polym. Sci.上,文章第一作者为硕士研究生刘孝诚,通讯作者为华南理工大学的黄飞教授。

QQ图片20181122105739