新型内嵌硫化物团簇富勒烯的有效制备﹑能级调控及光伏特性研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51372158
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    冯莱
  • 依托单位：
    苏州大学
  • 学科分类：
    E0203.碳素材料与超硬材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

It has been approved that the LUMO,HOMO energy levels as well as the band-gaps of electron-donors and electron-acceptors might impose significant influence on the open-circuit voltage (Voc) and energy conversion efficiency (η) of the related photovaltaics. Fullerene C60 has been widely used as a good electron acceptor for preparing various photovaltaics. In addition, it has been revealed that some specific functionalizations of fullerene cage could increase, to a limilted extent, the LUMO energy levels of fullerenes, thus giving rise to better photovaltaic performance. However, encapsulation of a cluster inside the fullerene cage can induce a more significant change of MO energy levels, which may improve the matching between the MO energy levels of donor and acceptor. Therefore, this project proposes to study a series of novel sulfide clusterfullerenes,including their efficient productions, characterizations and the methods for manipulating their energy levels. The aim is to develop a variety of novel fullerene-based acceptors and donors, and to investigate the typical or atypical mechanism of photovaltaic effect. Hopefully, all these works will help to complete the system of fullerene-based photovaltaic materials and the related theory.
近年来的研究表明电子给体和受体材料的能级结构包括LUMO/HOMO能级水平，带隙等是影响有机光伏器件的开路电压（Voc）及能量转换效率（η）的重要因素。富勒烯C60作为优异的电子受体材料已经被广泛的用于光伏器件的制备，通过碳笼表面的化学修饰还可以进一步调控其LUMO能级，优化其光伏性能，但调控幅度相对有限。而在富勒烯碳笼内部嵌入团簇则有可能较大程度的调控富勒烯的能级结构，使得给体材料与受体材料更好的满足能级匹配的要求。因此本项目拟对新型内嵌硫化物团簇富勒烯展开研究，包括其有效制备表征，明确其能级调控机制等，目的是开发具有优异光伏性质的新型富勒烯受体或给体材料，并探索或证实相关的典型或非典型光伏效应产生的机理，为富勒烯光伏材料的进一步发展提供理论依据。

结项摘要

在本项目资助下，我们进一步发展了电弧放电制备内嵌富勒烯的方法，采用弱氧化性的CO2气体作为氧源，实现了高选择性制备内嵌金属氧化物团簇富勒烯Sc2O@C2n(n=35-47)，并分离表征了一系列内嵌金属氧化物团簇富勒烯。表征结果显示：与普遍研究的金属氮化物团簇富勒烯相比，Sc2O@C2n普遍具有更高的HOMO和LUMO能级，证明适当调控笼内团簇或可实现对于内嵌富勒烯的能级结构的调控。本项目研究通过对Sc2O@C2n碳笼结构的表征，进一步明确富勒烯碳笼以金属团簇为模板生长的机理，以及尺寸相同的碳笼之间的异构化机理。此外，我们制备了Sc2O@C82/S8以及Lu3N@C80/S8的微纳结构，结果显示它们均具有较强的光电响应特性，是一类较好的光电开关材料，其光电响应机理还在进一步研究中。在本项目资助下，我们还研究了一系列面向聚合物太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的富勒烯受体材料，电子传输材料以及空穴传输材料，并取得了较好的器件性能。

项目成果

期刊论文数量（20）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
Tuning intramolecular electron and energy transfer processes in novel conjugates of La-2@C-80 and electron accepting subphthalocyanines
La-2@C-80 和电子接受亚酞菁的新型缀合物中调节分子内电子和能量转移过程
  • DOI：
    10.1039/c4cc08072f
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Feng Lai;Rudolf Marc;Trukhina Olga;Slanina Zdenek;Uhlik Filip;Lu Xing;Torres Tomas;Guldi Dirk M.;Akasaka Takeshi
  • 通讯作者：
    Akasaka Takeshi
Sc2C2@D-3h(14246)-C-74: A Missing Piece of the Clusterfullerene Puzzle
Sc2C2@D-3h(14246)-C-74：簇富勒烯拼图中缺失的一块
  • DOI：
    10.1021/acs.inorgchem.6b02512
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    INORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wang Yaofeng;Tang Qangqiang;Feng Lai;Chen Ning
  • 通讯作者：
    Chen Ning
Potassium-neutralized perylene derivative (K4PTC) and rGO-K4PTC composite as effective and inexpensive electron transport layers for polymer solar cells
钾中和苝衍生物 (K4PTC) 和 rGO-K4PTC 复合材料作为聚合物太阳能电池有效且廉价的电子传输层
  • DOI：
    10.1016/j.orgel.2016.06.013
  • 发表时间：
    2016-10
  • 期刊：
    ORGANIC ELECTRONICS
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Gu Zhenggen;Zhou Dongying;Sun Bingbing;Tang Mingliu;Chen Kai;Feng Lai;Zhou Yi
  • 通讯作者：
    Zhou Yi
Sc2O@C2v(5)-C80: Dimetallic Oxide Cluster Inside a C80 Fullerene Cage
Sc2O@C-2v(5)-C-80：C-80 富勒烯笼内的二金属氧化物簇
  • DOI：
    10.1021/acs.inorgchem.5b01613
  • 发表时间：
    2015-10-19
  • 期刊：
    INORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Tang, Qiangqiang;Abella, Laura;Chen, Ning
  • 通讯作者：
    Chen, Ning
Broad-band plasmonic Cu-Au bimetallic nanoparticles for organic bulk heterojunction solar cells
用于有机本体异质结太阳能电池的宽带等离子体铜-金双金属纳米粒子
  • DOI：
    10.1016/j.orgel.2016.08.023
  • 发表时间：
    2016-11
  • 期刊：
    ORGANIC ELECTRONICS
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Tang Mingliu;Sun Bingbing;Zhou Dongying;Gu Zhenggen;Chen Kai;Guo Jun;Feng Lai;Zhou Yi
  • 通讯作者：
    Zhou Yi

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    徐玮;冯莱
  • 通讯作者：
    冯莱

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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