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6月20日直播预告|“光电高分子”在线专题研讨会

来源:分析化学 阅读数:166 时间:2020-06-18 14:22:52



本次“光电高分子”线上会议由《应用化学》期刊和中国科学院长春应用化学研究所联合编辑部共同主办,邀请4位嘉宾与您共话材料学科的新进展,在线观众观看同时可以提问交流,共同学习,促进学科健康发展。本次专题会议欢迎有兴趣的老师、同学届时观看,欢迎大家推荐及转发本次会议。

直播主题:

电高分子

主办单位:

《应用化学》杂志

中国科学院长春应用化学研究所所联合编辑部

时间:2020年6月20日上午9:00~11:30

直播平台:CNKI

直播时长:25分钟讲解+5分钟互动

主持人:刘俊

直播地址:http://k.cnki.net/NLive/Index?cid=6476


会议议程

  直播时间

报告嘉宾&主题

9:00-9:10

主持人:刘俊(中国科学院长春应用化学研究所)开场致辞&嘉宾介绍

9:10-9:40

纤维网络策略制备多功能有机太阳能电池
孙艳明  北京航空航天大学化学学院

9:40-10:10

n型高分子半导体及其全聚合物太阳能电池

郭旭岗  南方科技大学材料科学与工程系

10:10-10:40

空间电荷转移高分子荧光材料
邵世洋 中国科学院长春应用化学研究所 高分子物理与化学国家重点实验室

10:40-11:10

硼氮配位键n型高分子与小分子半导体

刘俊 中国科学院长春应用化学研究所 高分子物理与化学国家重点实验室

嘉宾介绍



报告主题内容



体相异质结形貌调控一直是有机光伏领域的研究重点和难点。电子给、受体材料在成膜过程中受结晶动力学和热力学影响,相分离行为比较复杂。因此构筑理想的体相异质结形貌极具挑战性。调控活性层的结晶度和相纯度,通常采用的方法是引入添加剂和热/溶剂退火,但这些处理方法多是基于经验并且特别依赖于材料体系。最近,我们提出了一种新策略,即“纤维网络策略”来调控相分离,为构筑理想的体相异质结太阳能电池微观形貌提供了新的思路。我们利用聚合物给体的纤维结构来构建形貌框架,形成空穴传输网络,传输电子的受体则贯穿于纤维网络之间,此形态十分类似于理想的体相异质结双连续网络。形象地说,活性层中的给体纤维网络就像一个高速公路网络,其中激子在给体纤维和受体之间的界面处被分离成电子和空穴,然后这些空穴可以沿着给体纤维的高速公路网络迅速扩散到电极,最终提高有机光伏器件性能。此外,纤维网络策略在制备高稳定性、厚膜、大面积以及半透明器件等方面也有重要的应用。




相对于传统的有机太阳能电池,全聚合物太阳能电池具有更好的机械柔性和器件稳定性,但由于高性能n型高分子半导体材料的稀缺及其在吸收上的不足,全聚合物太阳能电池的进展要明显滞后。本报告将汇报本课题组在酰亚胺基n型高分子半导体材料方面的系统性工作,从第一个萘二酰亚胺高分子到新近开发的梯状双噻吩酰亚胺 (BTIn, n=1-5) 高分子。以梯状双噻吩酰亚胺高分子作为电子受体材料,全聚合物太阳能电池取得了> 9%的能量转换效率,并获得了大于1.0 V的开路电压,打破了萘二酰亚胺高分子半导体在全聚合物太阳能电池中的统治地位。同时,本报告将汇报基于双氰基苯并噻二唑(DCNBT)的n型高分子及其全聚合物太阳能电池。相比于酰亚胺基n型高分子,DCNBT高分子具有更窄带隙及更强吸收特性,从而打破了限制现有n型高分子半导体在全聚合物太阳能电池中应用的瓶颈。通过结构优化,基于DCNBT的n型高分子取得了超窄带隙(1.28 eV),在全聚合物电池中实现了高达10.22%的效率,光谱响应接近950 nm,这表明强拉电子的氰基基团可以用来构建超窄带隙高分子受体材料并可以取得优异的全聚合物太阳能电池性能。



高分子荧光材料具有丰富可调的发光特性和优异的溶液加工性能,是发展溶液加工型有机发光二极管(OLED)的材料基础,目前研究主要集中在共轭高分子体系,其结构特征一般是电子给体与电子受体采用共轭结构连接,发光本质来源于给体到受体的分子内化学键电荷转移(through-bond charge transfer)。有别于化学键电荷转移的高分子荧光材料,我们于2017年提出了“空间电荷转移高分子荧光材料”的学术概念,其结构特点是给体与受体之间采用非共轭结构连接,发光本质来源于给体与受体的空间电荷转移(through-space charge transfer),发光行为表现出易于实现蓝光发射和具有热活化延迟荧光效应等特点。报告将围绕空间电荷转移高分子荧光材料的概念提出、颜色调控和效率提升三个方面进行阐述,重点介绍空间电荷转移高分子荧光材料和树枝状荧光材料两个材料体系的研究进展。


常见的高分子是绝缘体。而具有单双键交替结构的共轭高分子是半导体,表现出优异的光电性质。与无机半导体相比,共轭高分子半导体具有溶液加工、低成本、柔性的突出优势,因此,共轭高分子可以用于有机发光二极管、有机太阳能电池、有机场效应晶体管的核心材料,在显示、照明、能源、生命健康领域具有广泛的应用。半导体高分子包括p型(空穴型)和n型(电子型),n型高分子半导体的种类和数量远远少于p型高分子半导体。我们突破了采用酰亚胺结构设计n型高分子半导体的传统思路,首次将硼氮配位键引入到n型高分子半导体的分子设计中,发展出硼氮配位键n型高分子半导体材料体系。我们还将该思想拓展到n型有机小分子半导体的分子设计中,发展出硼氮配位键n型稠环有机小分子半导体材料体系。我们通过分子设计,系统地调节了硼氮配位键高分子的吸收光谱、电子能级、载流子迁移率、结晶性。硼氮配位键n型高分子半导体可以作为电子受体材料,发展有机光伏器件。它们在全高分子太阳能电池、高分子受体/小分子给体型有机太阳能电池、全高分子室内光伏等三种器件应用中,性能优异。该工作为发展n型高分子半导体提供了新学术思想和新材料体系,为发展柔性、低成本、轻重量的有机光电器件奠定了基础。






《应用化学》

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