用于非富勒烯聚合物太阳能电池的苯并三氮唑类二维共轭聚合物

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51673200
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0309.光电磁功能有机高分子材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Benefitted from their advantages of nofullerene acceptors, such as easy–accessible, strong absorption and easily adjustable energy levels, fullerene–free polymer solar cells (PSCs), in which both polymer donor and nonfullerene organic/polymer acceptor absorb light and transport charges, have great potential to replace fullerene/polymer devices. Among the reported non-fullerene acceptors, low bandgap acceptors are more attractive to harvest light in the solar spectrum range. Thus developing suitable medium bandgap polymer donors providing complementary absorption with the low bangdgap nonfullere acceptors for fullerene free PSCs is very important to improve their performance. Based on our recently work and the characteristic of non–fullerene PSCs, we proposed to developing “two–dimension–conjugated medium bandgap polymers based on fluorobenzotriazole (FTAZ) units” That is, (1) selecting FTAZ as acceptor unit, taking the advantages of its weak electron accepting properties, to build medium bandgap polymer donors, thus providing complementary absorption with low bandgap acceptors; (2) Introducing conjugated side chains on the aromatic donor building blocks to construct two-dimension-conjugated polymers; (3) Introducing fluorine substitution on the conjugated backbone, to improving backbone planarity for a higher hole mobility and reducing charge carrier recombination; (4) Using side-chain engineering to optimize balancing solubility and the physicochemical properties of the conjugated polymers.
得益于非富勒烯受体合成容易、吸光强、能级易调控的优点,基于聚合物给体和非富勒烯受体吸光和传输电子的聚合物太阳能电池,具有替代富勒烯聚合物太阳能电池的巨大优势。在非富勒烯受体中,窄带隙受体因其对太阳光强的捕获而备受关注,而发展中间带隙的聚合物给体与窄带隙受体匹配提供互补吸收,对于提升聚合物太阳能电池的性能至关重要。在此,项目申请人在已有的非富勒烯聚合物太阳能电池的工作基础上,根据非富勒烯受体的特点,提出了发展“基于苯并三氮唑类中间带隙的二维共轭聚合物”的设想:即(1) 选用苯并三氮唑弱的吸电子特性构筑中间带隙聚合物,与窄带隙受体匹配实现吸收互补,得到宽广吸收,提高光电流; (2) 在芳香稠环给体单元上(例如BDT)引入共轭支链,构筑二维共轭聚合物;(3) 利用氟原子增强主链的平面性,提高迁移率,减少体系内载流子复合;(4) 利用侧链工程调控光物理性能、溶解度和聚集态形貌。

结项摘要

设计合成合适的给体材料与窄带隙受体匹配,对于制备高性能聚合物太阳能电池具有重要意义。该项目通过共轭侧链和噻吩Π桥的化学工程,发展了一些列二维共轭聚合物给体材料,也就是通常所说的J-系列聚合物。J-系列聚合物具有合适的中间带隙能级(1.80 eV)和强的吸收光谱(在400−650nm吸光范围内);另外他们还具有高的结晶性和迁移率,并且随共轭侧链的不同具有可调的能级。这些性质造就了J-系类聚合物为一类重要的聚合物给体光伏材料。另外,考虑到J-系列聚合物的优异性能,我们基于其分子骨架合成了小分子给体材料并获得了高性能光伏器件。本项目发表标注本项目资助的研究论文23篇,其中第一作者/通讯作者文章11篇,包括2篇《自然:通讯》,2篇《德国应用化学》,1篇《美国化学会志》和1篇《先进材料》。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of Alkylsilyl Side-Chain Structure on Photovoltaic Properties of Conjugated Polymer Donors
烷基甲硅烷基侧链结构对共轭聚合物供体光伏性能的影响
  • DOI:
    10.1002/aenm.201702324
  • 发表时间:
    2018-03-15
  • 期刊:
    ADVANCED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子:
    27.8
  • 作者:
    Bin, Haijun;Yang, Yankang;Li, Yongfang
  • 通讯作者:
    Li, Yongfang
Highly Efficient All-Small-Molecule Organic Solar Cells with Appropriate Active Layer Morphology by Side Chain Engineering of Donor Molecules and Thermal Annealing
通过供体分子的侧链工程和热退火制备具有适当活性层形态的高效全小分子有机太阳能电池
  • DOI:
    10.1002/adma.201908373
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Qiu, Beibei;Chen, Zeng;Li, Yongfang
  • 通讯作者:
    Li, Yongfang
All-Small-Molecule Nonfullerene Organic Solar Cells with High Fill Factor and High Efficiency over 10%
全小分子%20非富勒烯%20有机%20太阳能%20细胞%20与%20高%20填充%20因子%20和%20高%20效率%20over%2010%
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.7b02536
  • 发表时间:
    2017-09-12
  • 期刊:
    CHEMISTRY OF MATERIALS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Qiu, Beibei;Xue, Lingwei;Li, Yongfang
  • 通讯作者:
    Li, Yongfang
Design of a thiophene-fused benzotriazole unit as an electron acceptor to build D-A copolymers for polymer solar cells
噻吩稠合苯并三唑单元作为电子受体的设计,用于构建聚合物太阳能电池的 D-A 共聚物
  • DOI:
    10.1039/c7tc00083a
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zhou Pengcheng;Yang Yang;Chen Xingguo;Zhang Zhi Guo;Li Yongfang
  • 通讯作者:
    Li Yongfang

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黑龙江省大豆生长季适宜气象指标的研究
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张志国

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张志国的其他基金

链接小分子受体的设计合成与光伏性能研究
  • 批准号:
    52373168
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于界面相互作用设计新型阴极界面修饰层材料提升有机光伏器件性能
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
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基于界面相互作用设计新型阴极界面修饰层材料提升有机光伏器件性能
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60.00 万元
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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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

        graph TD
          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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