《具有增強吸收特性的有機光伏受體材料》是依託吉林大學，由王悅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有增強吸收特性的有機光伏受體材料
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王悅
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在有機光伏研究領域，優良受體材料種類的稀缺已經嚴重限制了給體/受體材料的最佳化空間，如何探索、發展一些高性能非富勒烯有機受體分子是人們關注的問題。本項目擬在非富勒烯有機受體材料的設計、合成及及光伏性研究等方面開展一系列研究工作，發展一些高性能有機受體材料。計畫設計合成出一系列在波長600 nm以上具有強吸收特性，同時具有良好電子傳輸性能的有機半導體材料，其可以作為受體材料與一些性能優良的給體材料（主要指P3HT或其衍生物）複合形成光伏器件活性層。探索研究出可以利用給體/受體協同互補吸收太陽光提高光伏性能的方法，獲得一些性能優良的有機太陽能電池材料。
結題摘要
本項目在非富勒烯有機光伏材料設計合成及性能表征方面開展了一系列研究工作，這些材料的特點是具有增強吸光和電子傳輸性能。基於這些材料製備了一些性能良好的有機光伏器件，主要研究成果包括以下三個方面。（1）一系列含有齊聚噻吩的雙氰乙烯取代喹吖啶酮衍生物DCN-Tn-QA被設計合成，該類化合物具有較深的LUMO能級（-4.0 eV），適合作為電子受體材料應該用於有機光伏器件，基於P3HT:DCN-Tn-QA共混薄膜體系的有機光伏器件能量轉換效率達到0.51%。為了進一步提高器件的性能，將苯並噻二唑引入到DCN-Tn-QA共軛體系中，光電轉換效率提高到0.70%。具有醇溶性的雙氰乙烯取代喹吖啶酮衍生物被設計合成，其套用於有機光伏器件，可以將器件的能量轉換效率由5.25%提升到8.22%。（2）設計合成了一些列在水或醇中具有良好溶解性能的酞菁衍生物，其可以作為增強吸收和提高電子傳輸的修飾層套用於有機光伏器件，使器件的能量轉換效率由5.12%t提升到8.52%。研究表明，修飾層的套用可以顯著提高器件的開路電壓、短路電流和填充因子。（3）設計合成了一系列基於雙氰乙烯取代蒽並噻二唑衍生物，其HOMO和LUMO能級分別處於-6.5和 -4.0 eV，說明該類材料有可能作為良好電子受體材料使用，有關光伏器件研究正在進行。
