有机太阳能电池

摘要：以提高有机太阳电池效率为目的，围绕其中的几个关键科学问题，报告人致力于通过新的分子设计策略和引入新的结构单元来发展具有自主知识产权的给(D)/受(A)体材料，制备高性能有机太阳电池。在给体材料中，聚焦于A单元，最早将三种A单元（噻吩并吡咯二酮，苯并三氮唑和烷氧苯并噁唑）引入D-A型光伏聚合物中，已被同行跟踪并成为典型的A单元。此外报告人也是最早通过化学结构和官能团修饰方法来优化吸收，能级及聚集态的研究者之一，如首次在喹喔啉的的主侧链上引入F原子，系统研究结构、聚集态和性能之间的关系。在受体材料方面，在国际上首次将缺电子单元（A’）引入稠环受体中心核，提出了A-DA’D-A分子设计策略。基于此策略开发了高度可重复的高性能非富勒烯受体Y系列，匹配给体材料，多次刷新单结有机太阳电池的世界纪录。至今，在美国国家可再生能源实验室（NREL）著名的“best research-cell efficiency chart”世界纪录表中，中国在单结有机太阳电池领域共打点4次，申请人打点2次，且将单结有机太阳电池NREL权威认证效率不到一年时间提升了4个百分点，与华南理工大学合作，实现了单结有机太阳电池16.5%（NREL验证）的世界记录效率。 结果表明在有机太阳电池领域的发展过程中，报告人在材料化学和器件研究的一些重要方面推动了有机太阳电池的研究，为该领域发展做出了重要贡献。