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  • 我校袁忠义教授课题组在有机光电材料领域取得研究进展
  • 作者:化学学院摄影:化学学院 点击数: 发布时间:2021-07-02字体:[
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    本网讯(化学学院)近日,我校化学学院袁忠义教授课题组在有机太阳能电池用阴极界面材料和钙钛矿太阳能电池用缺陷修饰材料两个研究方向取得重要进展。

    界面修饰在高效的有机太阳能电池中具有至关重要的作用,优秀的阴极界面材料比较匮乏。袁忠义教授课题组与北京化工大学张志国教授课题组合作,设计合成一类优秀的萘酞菁类阴极界面材料SiNcTI-Br和SiNcTI-N,并将其应用到高效的有机太阳能电池中。以硅萘酞菁四酰亚胺SiNcTI-Br为界面材料,结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6/阴极界面材料/Ag的正相有机太阳能电池显出更高的光电转换效率(16.71%),良好的厚度不敏感性以及更好的稳定性,综合性能优于当前优秀的阴极界面材料PDINO和PFN-Br。该工作得到并实验验证了一个优秀新型的阴极界面材料母体萘酞菁酰亚胺,为高效阴极界面材料的设计提供了一个有效途径,对高效有机太阳能电池的制备具有重要意义。相关研究成果以“Silicon Naphthalocyanine Tetraimides: Cathode Interlayer Materials for Highly Efficient Organic Solar Cells”为题发表在化学类顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.(DOI:10.1002/anie.202106364)。该论文的第一作者是南昌大学蔡春生博士生。

    袁忠义教授课题组自2016年一直致力于开发酞菁类有机光电材料,首次在未修饰的酞菁类发色团上引入多个酰亚胺基团,合成了可溶液处理的亚酞菁酰亚胺(SubPcTI, Org. Lett. 2019, 21, 3382-3386)、亚萘酞菁酰亚胺(SubNcTI, J. Mater. Chem. C 2020, 8, 2186-2195)、酞菁酰亚胺(PcTI, Dyes and Pigments 2020, 173, 107980)类受体材料,SiNcTI-Br 界面材料是前期工作的延续。

    同时,袁忠义教授课题组与中科院海西研究院高鹏课题组在多晶钙钛矿薄膜缺陷的钝化方向进行深入合作。近日将半全氟烷基苝酰亚胺6CF6CH-PDI用于多晶钙钛矿薄膜缺陷的调控,基于双钝化策略的钙钛矿有机太阳能电池取得23.8%的光电转化效率,稳定运行1700小时后,效率仅仅降低3%,远远优于未钝化的电池。该工作对于高效稳定钙钛矿太阳能电池的设计具有重要参考价值与指导意义。该工作以“Dually-Passivated Perovskite Solar Cells with Reduced Voltage Loss and Increased Super Oxide Resistance”为题,发表在Angew. Chem. Int. Ed(DOI: 10.1002/anie.202017148)。

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    2018年袁忠义教授课题组首先设计合成半全氟烷基取代苝酰亚胺类电子传输材料6CF6CH-PDI和4CF8CH-PDI(J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 2018, 56, 116)。2019年我校陈义旺教授课题组首次将此类材料应用于钙钛矿太阳能电池的缺陷调控,发现4CF8CH-PDI能有效地增加钙钛矿电池活性层材料的稳定性,提高其器件效率。在相对湿度50%的环境中,30天后还能保持80%的效率(Adv. Energy Mater. 2019, 1900198)。

    以上两个研究进展均是基于我校科研团队在这两个国际前沿方向的长期持续探索,推动了有机太阳能电池的研究进展。这些工作得到了江西省新能源化学重点实验室、南昌大学高层次人才启动基金、国家自然科学基金、江西省自然科学基金项目的大力支持。

    原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202106364

    https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202017148



    编    辑:涂金凤

    责任编辑:许  航

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