基於苝醯亞胺類銥配合物的設計合成及其光伏性能研究

《基於苝醯亞胺類銥配合物的設計合成及其光伏性能研究》是依託大連理工大學,由陳令成擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於苝醯亞胺類銥配合物的設計合成及其光伏性能研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳令成

項目摘要

近幾年來有機太陽能電池光電轉化效率快速提升，主要是由於給體材料的密集研發，但受體材料的研發則相對薄弱。富勒烯衍生物PC61BM 作為有機太陽能電池中受體材料，占據了主導地位。但PC61BM 對可見光、近紅外光的吸收能力低，為發展新型太陽能電池受體材料提供了機遇。本項目計畫開發含有金屬參與配位的溶液加工型的太陽能電池受體材料，發展一類新材料體系，在共軛體系中心位置引入重金屬銥原子，發揮最大程度的位阻功能，改變剛性大平面分子的聚集模式，阻斷激子弛豫形成分子間態這一電池不利因素；並有利於達到溶解-聚集能力的平衡，從而為調控太陽能電池活性層薄膜的納米形貌，實現理想的微相分離提供可能。另外，本項目開發的磷光型受體材料，其激子壽命更長，更有利於載流子的分離和傳輸，期望得到高的短路電流，提高電池效率。本項目研究工作將為有機太陽能電池提供新型的受體候選材料，為實現更高光電轉換效率提供一條新的途徑。

結題摘要

苝醯亞胺類衍生物是一類性能優異的N-型有機半導體材料，但是由於苝醯亞胺分子之間很容易形成π-π堆積，而且當增大其共軛結構時，溶解性會變得更差，影響了其在有機電子學器件中的套用。為了解決其溶解性的難題，長的烷基鏈經常被引入到醯亞胺的亞胺基上，但是過長的烷基鏈將大大降低分子的電子遷移率。因此，本研究通過引入另一種策略——”局部共軛和整體扭曲“的方法來改善其溶解性，實現在不降低其電子遷移率的同時增加其溶劑性的功效，然後將其套用到有機太陽能電池器件中，實現了較高的太陽能電池器件效率，其中鄰位-鄰位偶聯的苝醯亞胺二倍體實現了8.30%的能量轉換效率，基本達到了目前國際上基於苝醯亞胺類受體材料的電池效率，有效地拓展了有機太陽能電池受體材料體系。