80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

有機(jī)太陽能電池具有輕、薄、柔和可溶液加工等突出優(yōu)點，是當(dāng)前太陽能電池研究的熱點。隨著新型非富勒烯受體材料的快速發(fā)展，有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率逐步提升，最近已達(dá)到16~17%的水平，達(dá)到了可以向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展的階段。但是，實現(xiàn)有機(jī)太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用，目前還面臨著光伏材料成本和器件穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)。大多數(shù)高效光伏材料存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、合成步驟多、產(chǎn)率低等問題，導(dǎo)致材料成本較高，難以滿足商業(yè)應(yīng)用的需求。因此開發(fā)低成本高效有機(jī)光伏材料是聚合物太陽能電池走向應(yīng)用研究上的關(guān)鍵課題。  

  在國家自然科學(xué)基金委和中科院先導(dǎo)項目等的支持下，中科院化學(xué)所有機(jī)固體院重點實驗室李永舫課題組2018年設(shè)計和合成了一種以噻吩為給體（D）單元、氟取代喹喔啉為受體(A)單元的D-A共聚物PTQ10，該聚合物只需兩步合成，產(chǎn)率達(dá)到87.4%，表現(xiàn)出突出的低成本優(yōu)勢。以PTQ10為給體、窄帶隙n-型有機(jī)半導(dǎo)體(n-OS)IDIC為受體的有機(jī)太陽能電池（OSC）的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）達(dá)到了12.7% ( Nature Commun., 2018. 9, 743.第一作者是博士生孫晨凱)，為當(dāng)時的OSC最高效率之一。進(jìn)而，他們開發(fā)了一種IDIC受體中心稠環(huán)簡化的合成方法，同時通過引入烷氧取代基提高了中心稠環(huán)的產(chǎn)率，合成了新的低成本n-OS受體分子MO-IDIC-2F。以PTQ10為給體、MO-IDIC-2F為受體的OSC的效率進(jìn)一步提升到了13.46%。（Nat. Commun. 2019,10,519，第一作者是博士生李驍駿）。 

圖1. 給體聚合物PTQ10,PTQ11和受體分子TPT10的分子結(jié)構(gòu)、電子能級及其光伏性能

  接著，他們對基于噻吩和喹喔啉的低成本D-A共聚物又進(jìn)行了深入的研究。他們研究了氟取代的位置和數(shù)量對這類共聚物電子能級的影響以及使用Y6為受體的光伏性能的影響，發(fā)現(xiàn)噻吩單元上雙氟取代導(dǎo)致聚合物HOMO能級過低，與受體Y6的HOMO能級不匹配，雖然開路電壓有所提高，但是短路電流很低，整體光伏性能很差。喹喔啉單元上雙氟取代的PTQ10表現(xiàn)出最優(yōu)的光伏性能，效率達(dá)到了16.21%. ( Adv. Mater., 2019, 31, 1905480，第一作者是博士生孫晨凱)。最近他們又通過在PTQ10的喹喔啉單元上引入甲基側(cè)鏈合成了一個新的低成本D-A共聚物PTQ11，同時通過將Y6末端的雙氟取代換成單溴取代合成了一個新的窄帶隙受體分子TPT10（PTQ11和TPT10的分子結(jié)構(gòu)見圖1), 受體TPT10的LUMO和HOMO能級較Y6有所上移，受體LUMO能級上移有利于OSC開路電壓的提高，但是HOMO能級上移導(dǎo)致與給體PTQ10的HOMO能級不匹配。而PTQ11的HOMO能級因甲基的引入較PTQ10有所上移，使其HOMO能級與受體TPT10的HOMO能級持平（見圖1左下圖）。他們發(fā)現(xiàn)，雖然給體和受體的HOMO能級差為零，基于PTQ11:TPT10 的OSC仍獲得了16.32%的高效率（開路電壓V_oc = 0.88 V, 短路電流J_sc = 24.79 mA cm^-2，填充因子FF = 74.8 %）（圖1右下圖）。這一成果對于深入了解有機(jī)太陽能電池的激子電荷分離和傳輸機(jī)理、以及高效給體和受體光伏材料的分子設(shè)計具有重要意義。

  該成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc., 2020,142(3),1465-1474.上（第一作者是博士生孫晨凱，通訊作者是李永舫研究員，南京大學(xué)張春峰教授等合作測量了暫態(tài)吸收光譜，韓國Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)的 Changduk Yang課題組合作進(jìn)行了GIWAXS形貌測量。） 

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b09939