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【技能使用】两维共轭聚合物光伏资料分子规划战略(图)
来源:http://elnk5j.cn 责任编辑:环亚ag88手机版 更新日期:2018-09-11 21:15
【技能使用】两维共轭聚合物光伏资料分子规划战略(图) 具有两维共轭结构的苯并二噻吩类聚合物是由中国科学院化学研讨所研讨人员发展起来的一类高功能的聚合物光伏资料,这类资料具有宽吸收、高迁移率等杰出长处,成为聚合物太阳能电池范畴的研讨热门。近三

  【技能使用】两维共轭聚合物光伏资料分子规划战略(图)

  具有两维共轭结构的苯并二噻吩类聚合物是由中国科学院化学研讨所研讨人员发展起来的一类高功能的聚合物光伏资料,这类资料具有宽吸收、高迁移率等杰出长处,成为聚合物太阳能电池范畴的研讨热门。近三年来,化学所高分子物理与化学要点实验室的研讨人员在两维共轭聚合物光伏资料及其在聚合物太阳能电池方面的使用进行了系统研讨。前期研讨中,他们发现将苯并二噻吩类聚合物侧链上的烷氧基换为共轭的噻吩烷基, 能量变换功率都得到了有用的提高 (Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9697-9702; Macromolecules 2012, 45, 3032-3038; Macromolecules 2012, 45, 9611-9617)。在此根底上,他们对其分子结构、集合态结构和光伏特性进行了深入研讨,发现扩展共轭(Adv. Mater. 2012, 24, 3383-3389; Adv. Mater. 2013, 25, 3449-3455; J. Phys. Chem. C 2013, 117, 9550-9557)能够有用调理集合态结构,引进吸电子基团(2014, 26, 1118-1123; Adv. Mater. 2014, 26, 2089-2095)能够有用调理分子能级。

  最近,在中国科学院、国家自然科学基金委、北京市科委和化学所的大力支持下,该课题组的研讨人员又在上述作业根底大将线性烷硫基替代的噻吩作为官能团引进到苯并二噻吩类聚合物中,规划和组成了新式两维共轭聚合物PBDT-TS1(见图1a)。在最优条件下,根据PBDT-TS1:PC71BM的正向结构聚合物太阳能电池能量转化功率高达9.48%,为现在具有同类结构的聚合物光伏器材的文献报导最高值。原子力显微镜、透射电镜以及X射线衍射等测验标明PBDT-TS1能形成了具有10-20 nm标准的互穿网络和杰出的pi-pi堆积,因此取得了较高的能量变换功率。研讨结果宣布在美国化学会《化学资料》期刊上(Chem. Mater. 2014, 26, 3603-3605),引起同行的广泛爱好,并成为宣布当月该期刊下载量前十。此外,他们将硒吩烷基作为共轭侧链引进到苯并二噻吩类聚合物,规划和组成的两维共轭聚合物PBDTTT-EFS(见图1b)也能取得高达8.78%的能量变换功率(Macromolecules, 2014, 47, 4653-4659)。

  根据高效两维共轭聚合物光伏资料的系列研讨成果,他们应邀在美国化学会《化学研讨述评》期刊宣布了总述论文(Acc. Chem. Res., 2014, 47, 1595-1603),总结了两维共轭聚合物光伏资料的分子规划战略(图2)。

  图1 新式两维共轭聚合物PBDT-TS1的分子结构及其器材功能

【技能使用】两维共轭聚合物光伏资料分子规划战略(图)

  图2 两维共轭聚合物的分子规划

【技能使用】两维共轭聚合物光伏资料分子规划战略(图)

  

   光伏资料化学所两维共轭聚合物

 
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