有機光電器件界面分子取向調控與光電轉換特性研究

《有機光電器件界面分子取向調控與光電轉換特性研究》是依託蘇州大學，由唐建新擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：有機光電器件界面分子取向調控與光電轉換特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐建新
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

有機光電器件中有機共軛分子結構的非對稱性導致局域電子態和光電特性的各向異性，但界面分子取向對器件光電轉換過程的影響規律尚缺乏深入認識，嚴重製約了有機光電器件的進一步發展。本項目將充分利用已有研究基礎，以有機光電器件界面分子取向調控研究為著眼點，從器件物理與結構設計角度進行深入系統的研究。以原位光電子能譜、同步輻射X射線吸收譜等表界面技術為重要研究手段，重點研究有機光伏電池關鍵界面分子取向的控制及其對局域電子態和光電轉換過程的影響，探索分子取向與光學耦合、能量傳遞、激子分離、電荷轉移過程的構效關係及功能調控的物理機制，發展基於分子取向控制的光電轉換調控新方法，獲取高效有機光伏電池，實現轉換效率的進一步提升，力爭在有機光電器件所涉及器件結構、工作機理、加工工藝等關鍵物理與技術問題上有所突破，為促進有機光電器件的實際套用提供理論和技術指導。

結題摘要

有機光電器件，特別是有機光伏電池(OPV)的界面特性控制著光電轉換過程，對器件性能有著至關重要的影響。需要繼續深入探索界面特性對光電轉換過程的影響規律，並在此基礎上發展界面功能調控和器件性能最佳化的新方法，將會有助於有機光電材料和器件的完善，加速其實際套用。本項目充分利用已有研究基礎，以有機光電器件界面分子取向調控研究為著眼點，從器件物理與結構設計角度進行深入系統的研究。以原位光電子能譜等表界面技術為重要研究手段，重點研究有機光伏電池關鍵界面分子取向的控制及其對局域電子態和光電轉換過程的影響，發展了基於軟納米壓印仿生微納結構的大面積、低成本、寬光譜、廣視角的光學耦合調控新方法，考察了不同體系給體-受體的器件光電特性。通過不同的分析方法理論模擬對高效光耦合結構的有機光電器件進行設計，實現了有機光電器件的光電性能的調控和最佳化。研製出了第三方認證光電轉化效率超過13%的單結聚合物OPV（經國家太陽能光伏產品質量監督檢驗中心測試，檢測報告編號：2017DMC00001），超過預期研究目標。上述創新型的工作，為進一步提升有機光伏電池的轉換效率提供了新途徑。在本項目的資助下，累計在AM、AEM、AFM、ACS Nano等發表SCI論文38篇，其中影響因子＞10的論文11篇，7篇論文被遴選為期刊封面；申請中國發明專利7項。這些研究成果引起了國際同行科學家的廣泛關注和肯定，多篇論文被Materials Views網站、X-MOL化學資訊平台等亮點專題報導。相關成果獲得2018年江蘇省科學技術獎一等獎（排名第1）、2017年教育部自然科學二等獎（排名第1）。培養研究生8名。