技术详细介绍
项目针对溶液加工型本体异质结(BHJ)有机太阳能电池(OSCs)能量转换效率低的关键科学问题，设计合成了一系列窄带隙、宽光谱响应、高迁移率的、基于多元供体-π-受体(D-π-A)的星型有机光伏供体材料，研究了分子内D、A和π单元结构，以及分子构筑方式对材料的紫外吸收、载流子迁移、电化学、热稳定性、成膜性等性能的影响，探索了材料与器件结构对BHJ-OSCs光伏性能的影响，开发出了一系列自主创新的、具有窄带隙、宽光谱带响应和高迁移率的含D-A-Ar结构单元的线型和星型有机光伏供体材料D-A-Ar、D(A-Ar)2和D(A-Ar)3。制备出了基于D-A-Ar、D(A-Ar)2和D(A-Ar)3的有机太阳能电池。在AM1.5G, 100 mW/cm2模拟太阳光的照射下，器件展示了优良的光伏性能，其开路电压为0.80V，短路电流为8.95 mA cm- 2，填充因子为51%，能量转换效率3.67%。
项目的实施，揭示了高效、稳定有机光伏供体材料的分子设计规律、高效光-电转换的机理，对于发展具有自主知识产权的有机光伏供体材料体系，促进有机太阳能电池产业化，提高我国在有机光伏材料及其太阳能电池研究领域的整体创新能力，具有重要的意义。