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我系郭旭崗教授課題組在太陽能電池領域取得研究進展

發布日期:2019-09-11 14:18:00


   近日,材料科學與工程系郭旭崗教授課題組在太陽能電池領域取得重要研究進展登峰娱乐游戏,在Energy & Environmental Science (IF: 33.23)登峰娱乐游戏,Advanced Materials (IF: 25.81),Advanced Energy Materials (IF: 24.88)登峰娱乐游戏,Advanced Science (IF: 15.80)Advanced Functional Materials (IF15.62)等高水平期刊連續發表了5篇論文。

  《先進材料》(Advanced Materials, 影響因子:25.81)DopantFree SmallMolecule HoleTransporting Material for Inverted Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 21%為題發表了郭旭崗課題組在鈣鈦礦太陽能電池方面取得的重要進展(Adv. Mater. 2019, 31, 1902781)。該工作打破了基于有機小分子為空穴界面層的倒置型鈣鈦礦電池最高效率記錄,為發展高效登峰娱乐游戏、穩定鈣鈦礦太陽能電池提供了新思路和材料體系。


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新型空穴傳輸材料的分子設計思路與化學結構

 

  《先進能源材料》(Advanced Energy Materials; IF: 24.88)“Facile Synthesis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH)–Based Acceptors with Fine-Tuned Optoelectronic Properties: Toward Efficient Additive-Free Nonfullerene Organic Solar Cells”為題發表郭旭崗課題組有機太陽能電池n-型小分子方面取得的重要進展(Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1803976.),該工作提出了小分子受體的全新設計思路登峰娱乐游戏,以多環芳烴為核心,極大的縮短了光伏材料合成步驟。為發展高效登峰娱乐游戏,低成本有機太陽能電池提供了新的材料體系。


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基于多環芳烴的有機太陽能電池受體材料在Advanced Energy Materials以封面文章發表

 

  《先進功能材料》(Advanced Functional Materials; IF: 15.62)“Imide‐Functionalized Heteroarene‐Based n‐Type Terpolymers Incorporating Intramolecular Noncovalent Sulfur???Oxygen Interactions for Additive‐Free All‐Polymer Solar Cells”為題發表郭旭崗課題組有機太陽能電池n-三元共聚物受體材料設計方面取得的重要進展(Adv. Funct. Mater. 2019, DOI: 10.1002/adfm.1903970)。該工作首次將分子內???非共價鍵(S???O)作用引入到高分子受體中,提出了構建高性能高分子受體的新策略。該工作為調節全高分子有機太陽能電池光敏層形貌提供了新的思路和最簡單的方法登峰娱乐游戏,為發展高效、穩定全高分子電池提供了材料和理論基礎。


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基于分子內???氧非共價鍵的高性能n-三元共聚物半導體

 

  《先進科學》(Advanced Science; IF: 15.80)“A New Wide Bandgap Donor Polymer for Efficient Nonfullerene Organic Solar Cells with a Large Open‐Circuit Voltage”為題發表郭旭崗課題組綠色溶劑加工的有機太陽能電池方面取得的重要進展(Advanced Science 2019, DOI: 10.1002/advs.201901773)。該工作設計和合成了高性能p-型高分子半導體的新構建單體登峰娱乐游戏,開發了適用于綠色溶劑加工的高性能高分子給體半導體材料登峰娱乐游戏,并取得了大于1.0 伏的開路電壓值登峰娱乐游戏。該工作為發展高效,低能量損失可綠色溶劑加工的有機太陽能電池發展提供了新的材料體系。


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具有高開路電壓的高性能p-型高分子半導體材料

 

   《能源和環境科學》(Energy & Environmental Science; IF: 33.23)A monothiophene unit incorporating both fluoro and ester substitution enabling high-performance donor polymers for non-fullerene solar cells with 16.4% efficiency”為題發表郭旭崗課題組非富勒烯有機太陽能電池方面取得的重要進展(Energy &Environmental Science, 2019, DOI: 10.1039/c9ee01890e)。該工作首次將有機太陽能電池領域中兩個功能性最強登峰娱乐游戏,應用最廣泛的拉電子基團氟原子和酯基同時引入到了單噻吩的β位,構建了有機太陽能電池領域中最基礎登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏,最重要的建筑模塊——噻吩衍生物。新噻吩衍生物FE-T中氟和酯基兩個功能基團的協同作用將衍生出一系列寬帶隙登峰娱乐游戏,深HOMO能級、高空穴遷移率登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏、結晶性可控的給體材料。在本工作中,郭旭崗團隊展示了第一個基于全新噻吩衍生物FE-T的高性能聚合物給體材料登峰娱乐游戏,并在非富勒有機太陽能電池中實現了>16%的能量轉化效率登峰娱乐游戏。此外該電池能量損失僅為0.53電子伏,非輻射復合僅為0.23電子伏。該半導體是迄今為止最好的聚合物給體材料登峰娱乐游戏。該論文將作為封面故事發表。

 

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新型高分子半導體給體材料在非富勒烯有機太陽能電池中實現了16.4%的能量轉化效率登峰娱乐游戏,

能量損失為0.53電子伏,其中非輻射復合損失僅為0.23電子伏登峰娱乐游戏。

       

   以上工作主要參與者為:郭旭崗教授團隊研究助理教授孫會靚;校長卓越博士后王漾;博士生劉斌登峰娱乐游戏,湯育民;本科生周鑫,蘇夢瑤登峰娱乐游戏;訪問學生虞堅煒,張宇杰。材料系何祝兵教授和陳偉博士負責鈣鈦礦器件制備與表征。南科大為這五篇論文的第一單位登峰娱乐游戏,郭旭崗教授為論文的通訊作者。

    加入南科大以來登峰娱乐游戏登峰娱乐游戏,郭旭崗教授課題組在包括Nature Photonics, Nature Energy, Chemical Reviews等高水平期刊發表論文60余篇, 其中Nature PhotonicsChemical Reviews論文被引用500余次。

 

論文鏈接:

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201902781

2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201803976

3. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201903970

4. https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901773

5.https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee01890e#!divAbstract

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