為高性能全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池構(gòu)建強(qiáng)吸收窄帶隙聚合物受體
2017-9-29 9:07:49??????點(diǎn)擊：
【布景介紹】
可溶液加工的共軛聚合物因?yàn)槠湓谛乱淮统杀?，柔性和印刷電子產(chǎn)品中的潛在運(yùn)用而引起了廣泛的關(guān)注。全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池（all-PSCs）為柔性器材的運(yùn)用供給了一起的形態(tài)穩(wěn)定性，但缺乏高性能聚合物受體使其功率變換功率（PCE）低于依據(jù)富勒烯衍生物或有機(jī)小分子受體的PSCs的功率。規(guī)劃組成強(qiáng)吸收窄帶隙聚合物受體是進(jìn)步全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池光電變換功率的要害。
【效果簡介】
近來，中國科學(xué)院化學(xué)研究所李永舫院士和張志國副研究員（一起通訊）等人展現(xiàn)了將具有受體-給體-受體（A-D-A）結(jié)構(gòu)的強(qiáng)吸收窄帶隙小分子受體結(jié)構(gòu)單元、通過與噻吩單元共聚組成高性能聚合物受體PZ1的戰(zhàn)略。PZ1具有1.55eV的窄帶隙和高吸收系數(shù)（1.3×105cm-1）的寬吸收。運(yùn)用寬帶隙聚合物PBDB-T作為給體和PZ1為受體的全聚合物PSCs具有9.19％的高PCE，這是全聚合物PSCs功率目前的最高值。別的作者將光誘導(dǎo)力顯微鏡-納米紅外光譜技能（PIFM）初次用于全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池的描摹觀測中，這種技能可以依據(jù)給受體的官能團(tuán)的不同，從納米標(biāo)準(zhǔn)闡釋活性層描摹與器材性能的相關(guān)，為PSCs描摹優(yōu)化供給了輔導(dǎo)。相關(guān)效果以題為“Constructing a Strongly Absorbing Low-Bandgap Polymer Acceptor for High-Performance All-Polymer Solar Cells”發(fā)表在了Angewandte Chemie International Edition上。
【圖文導(dǎo)讀】
（a）PZ1（紅線）和IDIC-C16（藍(lán)線）的溶液和膜吸收光譜
（b）PZ1（紅線）和IDIC-C16（藍(lán)線）的循環(huán)伏安圖
全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池的J-V曲線及IPCE譜
（a）在AM 1.5G，100mW / cm 2的光照下，依據(jù)PBDB-T：受體（1.5:1，w / w）的全聚合物PSCs的J-V曲線
（b）相應(yīng)PSCs的IPCE隨波長的變化曲線。
光誘導(dǎo)力顯微鏡-納米紅外光譜（PIFM）圖畫和掠入射小角X射線散射（GIWAXS）圖畫
（a，b）在1649cm -1處檢測PBDB-T和1700cm -1處檢測PZ1的（a）未經(jīng)優(yōu)化處理和（b）優(yōu)化處理的PBDB-T：PZ1混合膜的PIFM圖畫
（c，d）（c）未經(jīng)優(yōu)化處理和（d）優(yōu)化處理的PBDB-T：PZ1混合膜的GIWAXS圖畫
【小結(jié)】
該團(tuán)隊(duì)規(guī)劃并組成了以A-D-A結(jié)構(gòu)強(qiáng)吸收窄帶隙小分子受體為構(gòu)筑單元的新型π-共軛聚合物受體PZ1，該聚合物以n-型有機(jī)半導(dǎo)體 IDIC-C16作為要害結(jié)構(gòu)單元和噻吩作為π橋。新的聚合戰(zhàn)略保留了小分子受體的強(qiáng)吸收（吸收系數(shù)到達(dá)1.3×105 cm -1）、并有效延伸了其π共軛使吸收光譜紅移以取得更好的光吸收。這種聚合戰(zhàn)略的成功為全聚合物PSCs開發(fā)高效的聚合物受體供給了新的途徑。
可溶液加工的共軛聚合物因?yàn)槠湓谛乱淮统杀?，柔性和印刷電子產(chǎn)品中的潛在運(yùn)用而引起了廣泛的關(guān)注。全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池（all-PSCs）為柔性器材的運(yùn)用供給了一起的形態(tài)穩(wěn)定性，但缺乏高性能聚合物受體使其功率變換功率（PCE）低于依據(jù)富勒烯衍生物或有機(jī)小分子受體的PSCs的功率。規(guī)劃組成強(qiáng)吸收窄帶隙聚合物受體是進(jìn)步全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池光電變換功率的要害。
【效果簡介】
近來，中國科學(xué)院化學(xué)研究所李永舫院士和張志國副研究員（一起通訊）等人展現(xiàn)了將具有受體-給體-受體（A-D-A）結(jié)構(gòu)的強(qiáng)吸收窄帶隙小分子受體結(jié)構(gòu)單元、通過與噻吩單元共聚組成高性能聚合物受體PZ1的戰(zhàn)略。PZ1具有1.55eV的窄帶隙和高吸收系數(shù)（1.3×105cm-1）的寬吸收。運(yùn)用寬帶隙聚合物PBDB-T作為給體和PZ1為受體的全聚合物PSCs具有9.19％的高PCE，這是全聚合物PSCs功率目前的最高值。別的作者將光誘導(dǎo)力顯微鏡-納米紅外光譜技能（PIFM）初次用于全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池的描摹觀測中，這種技能可以依據(jù)給受體的官能團(tuán)的不同，從納米標(biāo)準(zhǔn)闡釋活性層描摹與器材性能的相關(guān)，為PSCs描摹優(yōu)化供給了輔導(dǎo)。相關(guān)效果以題為“Constructing a Strongly Absorbing Low-Bandgap Polymer Acceptor for High-Performance All-Polymer Solar Cells”發(fā)表在了Angewandte Chemie International Edition上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖 用于全聚合物PSCs的有代表性聚合物受體以及聚合物受體PZ1和聚合物給體PBDB-T的分子結(jié)構(gòu)
吸收光譜和循環(huán)伏安圖（a）PZ1（紅線）和IDIC-C16（藍(lán)線）的溶液和膜吸收光譜
（b）PZ1（紅線）和IDIC-C16（藍(lán)線）的循環(huán)伏安圖
全聚合物太陽能充電機(jī)充電蓄電池的J-V曲線及IPCE譜
（a）在AM 1.5G，100mW / cm 2的光照下，依據(jù)PBDB-T：受體（1.5:1，w / w）的全聚合物PSCs的J-V曲線
（b）相應(yīng)PSCs的IPCE隨波長的變化曲線。
光誘導(dǎo)力顯微鏡-納米紅外光譜（PIFM）圖畫和掠入射小角X射線散射（GIWAXS）圖畫
（a，b）在1649cm -1處檢測PBDB-T和1700cm -1處檢測PZ1的（a）未經(jīng)優(yōu)化處理和（b）優(yōu)化處理的PBDB-T：PZ1混合膜的PIFM圖畫
（c，d）（c）未經(jīng)優(yōu)化處理和（d）優(yōu)化處理的PBDB-T：PZ1混合膜的GIWAXS圖畫
【小結(jié)】
該團(tuán)隊(duì)規(guī)劃并組成了以A-D-A結(jié)構(gòu)強(qiáng)吸收窄帶隙小分子受體為構(gòu)筑單元的新型π-共軛聚合物受體PZ1，該聚合物以n-型有機(jī)半導(dǎo)體 IDIC-C16作為要害結(jié)構(gòu)單元和噻吩作為π橋。新的聚合戰(zhàn)略保留了小分子受體的強(qiáng)吸收（吸收系數(shù)到達(dá)1.3×105 cm -1）、并有效延伸了其π共軛使吸收光譜紅移以取得更好的光吸收。這種聚合戰(zhàn)略的成功為全聚合物PSCs開發(fā)高效的聚合物受體供給了新的途徑。
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