化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項目成果>正文

新進展！非鹵溶劑加工有機太陽電池的器件效率進一步提升
2023年12月20日 15:30:51 來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：11445

中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機固體重點實驗室李永舫課題組在小分子受體內(nèi)側(cè)鏈末端引入苯環(huán)的策略，可有效抑制分子在非鹵溶劑中的過度聚集，提高分子有序性，進一步提升非鹵溶劑加工有機太陽電池的器件效率，在未來聚合物太陽電池大面積制備和商業(yè)化應(yīng)用中展現(xiàn)出應(yīng)用前景。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷崛起，越來越多的清潔能源技術(shù)開始被關(guān)注，其中頗具代表性的便是太陽能。作為人類現(xiàn)階段變可以有效利用的清潔能源之一，太陽能具有能量大、半永久、清潔、廣泛等優(yōu)點，并且從技術(shù)側(cè)面來說，太陽能的使用門檻相對較低，具體到產(chǎn)業(yè)上就是相對規(guī)模下的裝機成本低、運維成本低。
 
　　有機太陽電池具有低成本以及可大面積印刷加工的優(yōu)勢，在未來商業(yè)化應(yīng)用頗有潛力。目前，高性能有機太陽電池通常采用低沸點鹵代試劑(如氯仿)來制備。這是由于此類光伏材料可在氯仿溶劑成膜過程中形成合適的相分離，同時，制備的光伏器件可以實現(xiàn)電荷的高效分離與傳輸。
 
　　氯仿等鹵代溶劑毒性強，有機太陽電池的大面積工業(yè)化生產(chǎn)中需要使用高沸點綠色溶劑加工來避免鹵代溶劑的環(huán)境污染問題。高效有機光伏材料在非鹵溶劑中溶解度較差，同時，非鹵溶劑較長的成膜時間會導(dǎo)致光伏材料尤其是小分子受體過度聚集而形成大尺度相分離，從而影響電荷的有效分離與傳輸。
 
　　因此，進一步修飾小分子受體的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)其在非鹵溶劑中的溶解及聚集特性，從而改善電荷分離與傳輸，是提升非鹵溶劑加工有機太陽電池器件效率的重要途徑。
 
　　中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機固體重點實驗室李永舫課題組在小分子受體內(nèi)側(cè)鏈末端引入苯環(huán)的策略，可有效抑制分子在非鹵溶劑中的過度聚集，提高分子有序性，進一步提升非鹵溶劑加工有機太陽電池的器件效率，在未來聚合物太陽電池大面積制備和商業(yè)化應(yīng)用中展現(xiàn)出應(yīng)用前景。
 
　　課題組在典型A-DA’D-A類小分子受體Y6和L8-BO的基礎(chǔ)上，通過在內(nèi)側(cè)鏈末端引入苯環(huán)，開發(fā)了新的受體Y6-Ph和L8-Ph。這一分子修飾策略可提升分子在非鹵溶劑中的器件性能。并且從分子設(shè)計角度，苯環(huán)具有一定的位阻效應(yīng)，位阻基團的引入增加分子在非鹵溶劑中溶解性的同時降低了分子結(jié)晶性。
 
　　這些特性使Y6-Ph和L8-Ph在非鹵溶劑中可以更好地分散，并減緩了分子在成膜過程中的快速聚集。該現(xiàn)象通過薄膜AFM和TEM測試得到了證實。此外，苯環(huán)的引入為分子提供了更豐富的π-π相互作用位點，使分子在相對緩慢的成膜過程中自組裝形成更有序的分子堆積，促進其電荷傳輸性能進一步提升。
 
　　研究團隊為了驗證Y6-Ph和L8-Ph在較長時間成膜過程中分子的聚集特性，在高沸點氯苯溶劑中進行了器件制備。他們以PM6為給體，Y6-Ph或L8-Ph為受體的器件，表現(xiàn)出比以Y6和L8-BO為受體時更合適的給-受體相分離，從而獲得了更有效的電荷分離與傳輸、更少的載流子復(fù)合。而基于PM6:L8-Ph的太陽電池實現(xiàn)了80.55%的高填充因子和18.83%的高光電轉(zhuǎn)化效率。
 
　　近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)計劃的支持。

　　(資料來源：化學(xué)研究所)

關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 優(yōu)化廢鉛蓄電池跨省轉(zhuǎn)移管理試點單位清單（第二批）公布

    生態(tài)環(huán)境部根據(jù)省級生態(tài)環(huán)境部門報送的試點單位情況，經(jīng)審核，生態(tài)環(huán)境部建立了優(yōu)化廢鉛蓄電池跨省轉(zhuǎn)移管理試點單位清單（第二批），現(xiàn)予印...
    2025-04-21 14:47:40

  • 穩(wěn)定循環(huán)兩千次 水性電池能否推動電動汽車等領(lǐng)域發(fā)展

    水性電池是以水溶液為電解質(zhì)的電池技術(shù)，與傳統(tǒng)的有機電解質(zhì)電池相比，在安全性、成本及環(huán)境友好性上有突出表現(xiàn)，因此成為了近年來研究的熱...
    2025-04-17 17:23:28

  • 鈉離子電池商用車解決方案發(fā)布 鈉離子電池能否打開能源新市場

    原材料資源儲量豐富、成本低廉、供應(yīng)穩(wěn)定且環(huán)保的優(yōu)勢，以及技術(shù)不斷成熟幫助下，鈉電池的商業(yè)化發(fā)展較為順利，也順勢成為了未來重要的儲能...
    2025-04-15 17:12:30

  • 綠色環(huán)保還能自由塑性 新型流體電池有望助推柔性電子發(fā)展

    瑞典林雪平大學(xué)研究人員利用一種創(chuàng)新的流體形態(tài)電極，研發(fā)出能被塑造成任何形狀的電池，這種電池柔軟且可延展，并且采用的是液態(tài)電極，因此...
    2025-04-15 13:04:01

  • 中科院高溫鎂電池電解質(zhì)研究獲進展

    中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所科研人員等在高溫鎂金屬電池聚合物電解質(zhì)研究方面取得進展。
    2025-04-14 14:12:57

  • 26.78%效率 2500小時穩(wěn)定！鈣鈦礦太陽能電池新突破

    4月8日，福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院綠色光電器件與儲能電池團隊青年教師林智超與西安交通大學(xué)、河南大學(xué)、澳門大學(xué)等單位合作，在《自然》...
    2025-04-11 11:04:46

版權(quán)與免責聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
2025第二屆化工園區(qū)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級綠色發(fā)展論壇
關(guān)閉