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贝博体育网:含梯形稠环有机半导体材料与光电器件

发布日期:2021-05-25   点击量:

报告题目:含梯形稠环有机半导体材料与光电器件

报告人:郑庆东 研究员 国家杰出青年基金获得者

中科院福建物质结构研究所

间:2021527日 下午3:30

点:知新楼C座量子报告厅

邀请人:郝晓涛 教授

报告内容简介:

梯形(Ladder-type)稠环分子通常由多个芳香环稠合获得,具有平面性和稳定性好以及电荷传输性能优异等优点。含梯形稠环的有机半导体材料分子的稠环个数、杂原子、空间构型以及侧链位阻可直接影响着目标材料的能级、带隙、分子堆积距离/取向以及电荷传输等性能[1-5]。该报告将报道含芴、咔唑、吡咯或噻吩单元的梯形稠环单元的设计与合成,并将之用于构筑新型高性能有机半导体材料(聚合物给体或小分子受体材料)。通过移除梯形稠环骨架上部分sp3碳链,将含梯形稠环的聚合物给体材料的光电转换效率(PCE)提高到9.50%,同时实现了1.03伏的高开路电压。提出利用“邻位侧链”的位阻效应来抑制梯形稠环有机半导体材料分子过度聚集的新策略,发展了系列梯形稠环骨架上无sp3碳链的受体材料(n型半导体材料)。通过调控这些受体材料的分子堆积取向,提高了材料分子在垂直方向的电荷传输能力,成功将A-D-A型受体材料的PCE首次提高到16%以上[2,4]。此外,我们还将含梯形稠环的受体材料作为第三组分材料用于构筑高效率半透明三元太阳能电池器件(13.49% PCE@22.58%可见波段透过率)[5]。

参考文献

  1. Y. L. Ma, D. D. Cai, S. Wan, P. S. Wang, J. Y. Wang, Q. D. Zheng, Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 21627.

  2. Y. L. Ma, D. D. Cai, S. Wan, P. Yin, P. S. Wang, W. Y. Lin, Q. D. Zheng, Nat. Sci. Rev., 2020, 7, 1886.

  3. S. Wan, Y. L. Ma, D. D. Cai, W. Y. Lin, P. S. Wang, Q. D. Zheng, Adv. Funct. Mater., 2021, 31, 2010436.

  4. Y. L. Ma, M. Zhang, S. Wan, P. Yin, P. S. Wang, D. D. Cai, F. Liu, Q. D. Zheng, Joule, 2021, 5, 197.

  5. P. Yin, Z. G. Yin, Y. L. Ma, Q. D. Zheng, Energy Environ. Sci., 2020, 13, 5177. 

报告人介绍:

郑庆东,中科院福建物质结构研究所研究员,博士生导师。1998和2001年分别于华东理工大学获学士和硕士学位,2005年于美国纽约州立大学布法罗分校获博士学位。2005-2010年分别在美国纽约州立大学布法罗分:驮己不羝战鹚勾笱Т邮虏┦亢笱芯。2010年1月入选中科院“百人计划”到中科院福建物质结构研究所工作。2013年获得国家杰出青年基金资助,2014年入选百千万人才工程国家级人选并被授予国家有突出贡献的中青年专家,2016年入选第二批国家“万人计划”科技创新领军人才。主要研究方向为有机光电功能材料及其应用技术。近年来,在光电功能材料及其在太阳能电池、光电传感器(探测器)、频率上转换激光等领域中的应用展开了系列研究,在Nat. Photonics, Joule, Energy Environ. Sci., Adv. Mater.等国内外刊物上发表论文130余篇,个人先后荣获第四届中科院上海分院系统杰出青年科技创新人才奖、第18届福建省青年科技奖和第20届运盛青年科技奖等荣誉奖励。

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