新型D-A-π-A纯有机太阳能电池敏化染料的设计及光伏性能研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21176075
项目类别：
面上项目
资助金额：
65.0万
负责人：
朱为宏
依托单位：
华东理工大学
学科分类：
B0813.精细化工与专用化学品
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
陈尚军；靳鹏伟；李檬；陆欣宇；柴琦鹏；邵安东；石文娥；
关键词：
设计电荷分离"阱"光伏性能有机太阳能电池敏化染料

项目摘要

本项目以设计并合成新型高性能纯有机太阳能电池敏化染料为目标，解决目前有机敏化染料光谱较窄、稳定性差和光电转换效率瓶颈等问题。采取的策略是以传统的D-π-A (Donor-π-Acceptor)纯有机敏化染料为基础，进一步创新地引入额外的强吸电子基团(Acceptor)作为电荷分离"阱"("electron trap")，发展新型D-A-π-A体系的纯有机太阳能电池敏化染料。重点放在本项目创新提出的新增受体acceptor的吸电子能力调控，研究引入的电荷分离"阱"对敏化染料吸收光谱、轨道能级以及光电转换效率等方面的影响，注重优化能垒、带隙梯度及抗聚集态效应，并结合量子化学计算，为敏化染料分子工程设计提供强有力的理论基础，寻求在制作长期稳定的高效率染料敏化太阳能电池方面取得重大突破。注重解决在高光电流密度下有机敏化染料的电化学稳定性和光稳定性等制约实际应用的关键问题，形成具有自主知识产权。

结项摘要

有机染料敏化太阳电池具有成本低、制作工艺简单等优势，敏化染料作为其关键组成，已引起广泛关注。目前给体-π-受体（D-π-A）型纯有机敏化染料在合成、成本方面显示很好的应用前景，但其抗聚集态行为、光电转化效率、稳定性方面存在很大制约。申请人系统地构建纯有机太阳电池敏化染料，成功发展高稳定性敏化染料，系统引入额外的强吸电子基团作为电荷分离“阱”受体，提出D-A-π-A型概念，显著提升敏化染料稳定性及光电转换效率。注重其构效关系、光谱响应调控、光电转换效率等应用基础研究，重点放在π-桥连对染料稳定性的提升。.该项目先后在Angew. Chem. Int. Ed. (3篇)、J. Am. Chem. Soc. (2篇)、Chemical Science (1篇)、Energy Environ. Sci. (1篇)、Adv. Ener. Mater. (1篇)、Chem. Comm. (2篇)、Chem. Eur. J. (2篇)、ACS Applied Materials & Interface (9篇)、Scientific Reports (2篇)、J. Mater. Chem. (A,C, 7篇)、Dyes & Pigments (3篇)等国际主流有影响的SCI收录学术刊物上发表了相关工作39篇SCI论文，影响因子大于8的有10篇，2项中国发明专利授权，并申请1项中国发明专利，并应邀在Chem. Soc. Rev.、ACS Applied Materials & Interface 等发表三篇综述文章。